JP6787879B2 - 高熱モノマおよびその使用法 - Google Patents

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Description

本願は、2014年7月22出願、米国仮特許出願第62/027,638号の優先権を主張するものであり、その内容は全て本願に引用して援用する。
本開示内容は、一般的に、高熱(high heat)モノマと、このモノマの製造法と、このモノマを含む硬化性組成物と、硬化した組成物を含む物品および材料に関する。
高性能のモノマ材料および組成物は、保護コーティング、接着剤、電子部品用積層品(コンピュータ回路基板の製作に使用するものなど)、床張りおよび舗装の用途、ガラス繊維強化パイプ、自動車部品(板ばね、ポンプ、電気部品など)など、様々な用途に使われている。それを硬化したものは、他の材料との良好な接着性、腐食や薬品に対する優れた耐性、高い引張強さ、良好な電気抵抗など、好ましい特性を示す。特性の改善された材料が求められている。
特性の改善された材料が求められている。
ある態様において、次の構造式を持つ化合物を開示する。
(I)
(II)
(III)
(IV)
(V)
(VI)
(VII)
(VIII)
または
(IX)
式中、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して反応性官能基より選ばれ、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、R13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、R14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルであり、Rは出現毎に独立して、C〜C12アルキルもしくはハロゲンであり、または、2つのR基がその結合している炭素原子と共に、4員、5員、もしくは6員のシクロアルキル基を形成していて、tは0から10である。
ある実施形態において、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、シアノ、ハロアルキル、アルケニル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、ヒドロキシアルキル、アクリラートアルキル、
および
より選ばれ、
式中、Rは出現毎に独立して、C〜C12アルキル、ヘテロアリール、アルコキシ、アミノ、およびアルキルアミノより選ばれ、R〜Rはそれぞれ独立して、水素、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C18アリール、C〜C18アルキル置換アリール、C〜C18アリール置換アルキル、C〜C12アルコキシカルボニル、C〜C18アリールオキシカルボニル、C〜C18アルキル置換アリールオキシカルボニル、C〜C18アリール置換アルコキシカルボニル、ニトリル、ホルミル、カルボキシラート、イミダート、およびチオカルボキシラートより選ばれ、R〜R11はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、ヒドロキシ、およびアミノより選ばれ、R3aおよびR3bはそれぞれ独立して、水素およびC〜C12アルキルより選ばれ、Aは出現毎に独立して、飽和または不飽和C〜C12二価炭化水素基より選ばれる。
ある実施形態において、RおよびRはそれぞれ独立して、次のものから選ばれる。
および
ある実施形態において、本化合物は、次のもののいずれかであって良い。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
または
(10)
式中、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、R13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、R14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルである。
ある実施形態において、本化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、80%以上の純度を持つ。
ある実施形態において、本化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、90%以上の純度を持つ。
ある実施形態において、本化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、95%以上の純度を持つ。
ある実施形態において、本化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、97%以上の純度を持つ。
ある実施形態において、本化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、98%以上の純度を持つ。
ある実施形態において、本化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)によるし測定で、99%以上の純度を持つ。
ある実施形態において、本化合物は、次のもののいずれかであって良い。
(1−a)
(2−a)
(3−a)
(4−a)
(5−a)
(6−a)
(7−a)
(8−a)
(9−a)
または
(10−a)
ある実施形態において、本化合物は、構造式(1’)の化合物から誘導される。
(1’)
ある実施形態において、本化合物は、構造式(1’−a)の化合物から誘導される。
(1’−a)
ある実施形態において、構造式(1’−a)の化合物は、50ppm未満のアミノフェノール不純物、500ppm未満のフェノールフタレイン、または3ppm以下の金属不純物を含んでいる。
別の態様において、(i)構造式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(1−a)、(2−a)、(3−a)、(4−a)、(5−a)、(6−a)、(7−a)、(8−a)、(9−a)、(10−a)、(1’)、および(1’−a)のいずれか1つの化合物と、(ii)硬化促進剤と、(iii)重合防止剤と、(iii)必要に応じて、補助コモノマとを含む硬化性組成物を開示する。
ある実施形態において、補助コモノマは、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ビニルベンジルエーテル樹脂、アルケンまたはアルキン含有モノマ、アリールシクロブテン樹脂、パーフルオロビニルエーテル樹脂、硬化性ビニル官能性を備えたオリゴマおよびポリマ、およびこれらの組合せより選ばれる。
ある実施形態において、硬化促進剤は有機過酸化物である。
ある実施形態において、有機過酸化物は、クメンヒドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド、α,α−ビス(t−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、ジクミルペルオキシド、ジ(トリメチルシリル)ペルオキシド、トリメチルシリルトリフェニルシリルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン(DHBP)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサ−3−イン(DYBP)、ジ−t−ブチルペルオキシド(DTBP)、t−ブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド(DCP)、ジ(t−ブチルペルオキシ)イソフタラート、t−ブチルペルオキシベンゾアート、2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)ブタン、2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)オクタン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、ジ(トリメチルシリル)ペルオキシド、トリメチルシリルフェニルトリフェニルシリルペルオキシド、α,α’−ビス(t−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、1,3−ジ(2−tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン(DIPP)、過酸化ベンゾイル(BPO)、3,3’,5,5’−テトラメチル−1,4−ジフェノキシキノン、クロラニル、2,4,6−トリ−t−ブチルフェノキシル(2,4,6-tri-t-butylphenoxyl)、t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカルボナート、アゾビスイソブチロニトリル、およびこれらの組合せより選ばれる。
別の態様において、本硬化性組成物を硬化して得られた生成物を含む硬化組成物を開示する。
ある実施形態において、本硬化組成物は単一のガラス転移温度を示す。
ある実施形態において、本硬化組成物は175℃以上の単一のTgを示す。ある実施形態において、本硬化組成物は200℃以上の単一のTgを示す。ある実施形態において、本硬化組成物は225℃以上の単一のTgを示す。ある実施形態において、本硬化組成物は250℃以上の単一のTgを示す。
別の態様において、本硬化組成物を含む物品を開示する。
ある実施形態において、物品は、酸浴槽、中和槽、航空機部品、橋桁、橋の敷板、電解槽、排気筒、スクラバ、スポーツ用具、階段、歩道、自動車外装用パネル、フロアパン、エアスクープ、パイプ、天然ガスパイプ、ダクト、工業用ファン、ファンハウジング、送風機、工業用ミキサ、船郭、ボート甲板、海上ターミナル用防舷材(marine terminal fenders)、タイル、建築用パネル、事務機のハウジング、トレー、コンクリート改質剤、食器洗浄機部品、冷蔵・冷凍装置部品、電気封入材料、電気パネル、タンク、電気精錬槽、軟水装置タンク、燃料タンク、フィラメント巻き線タンク、フィラメント巻き線タンクのライニング(filamount-wound tank linings)、家具、ガレージドア、格子、防護服、旅行鞄、屋外用自動車、圧力タンク、プリント配線板、光導波路、レードーム、レーリング(railings)、鉄道部品、ホッパ車カバー、自動車ドア、トラック荷台のライナ、衛星放送受信アンテナ、標識、太陽エネルギパネル、電話機開閉装置ハウジング、トラクタ部品、変圧器カバー、トラック部品、回転機械用絶縁材、整流子、心線絶縁材およびコードおよびレーシングテープ、ドライブシャフト連結器、プロペラ羽根、ミサイル部品、ロケットモータケース、翼セクション(wing sections)、サッカーロッド(sucker rods)、胴体セクション、翼外皮(wing skins)、ウィングフレアリング(wing flairings)、エンジンナセル(engine narcelles)、貨物口、テニスラケット、ゴルフクラブシャフト、釣り竿、スキー、スキーストック、自転車部品、横向リーフスプリング、ポンプ、自動車スモッグポンプ、電気部品、包埋材、ツーリング(toolings)、電気ケーブルジョイント、巻き線(wire windings)、密集型多要素組み立て品(densely packed multi-element assemblies)、電気機械装置のシーリング、バッテリケース、抵抗器、ヒューズ、熱的遮断装置、プリント配線板用コーティング、鋳造品、コンデンサ、変圧器、クランクケースヒータ、小型成形電子部品、コイル、半導体、化学処理部品、パルプおよび紙製造装置部品、発電部品、排水処理部品、スクラブ塔、構造用引抜成形部品、構造部材、格子、安全柵、スイミングプール、スイミングプール滑り台、温水浴槽、サウナ、ボンネット内用ドライブシャフト(drive shafts for under the hood applications)、コピー機用ドライトナー樹脂、海洋用ツーリング、海洋用複合材料、遮熱材、潜水艦船体、原型製造部品、ラミネートトリム、穿孔用治具(drilling fixtures)、接着治具、検査用固定具(inspection fixtures)、工業用金属成形型、航空機ストレッチブロックおよびハンマフォーム(hammer forms)、真空成形用具、床張り材、製造および組み立て区域用床張り材、クリーンルーム用床張り材、機械工場(machine shops)用床張り材、制御室用床張り材、実験室用床張り材、駐車場用床張り材、冷凍室(freezers)用床張り材、冷蔵室(coolers)用床張り材、屋外積載場(outdoor loading docks)用床張り材、帯電防止用導電性組成物、装飾用床張り材、橋用エクスパンションジョイント、構造用コンクリート中の亀裂をパッチおよび補修するための注入用モルタル、タイル用グラウト、機械レール(machinery rails)、金属だぼ、ボルトおよび柱、石油および燃料貯蔵タンクの補修材、スポーツ設備、メディア設備、砥石車、サンディングホイール、機械ローラ、コンベヤベルト、軍用設備、宇宙用設備、航空宇宙部品、自動車部品、大量輸送部品、プリント配線板、電気部品、光学部品、光電気部品、コンピュータ部品、船舶外装部品、船舶内装部品、ガス貯蔵タンク、および風力タービンより選ばれる。
ある実施形態において、本物品は、航空宇宙部品、自動車部品、大量輸送部品、プリント配線板、電気部品、光学部品、光電気部品、コンピュータ部品、船舶外装部品、および船舶内装部品より選ばれる。
ある実施形態において、本物品は、レジントランスファ成形、シート成形、バルク成形、引抜成形、射出成形、反応射出成形(reaction injection molding:RIM)、大気圧成形(atmospheric pressure molding:APM)、鋳造、遠心鋳造、静的鋳造(static casting)、開放鋳型鋳造、積層、接触成形、円筒状接触成形、圧縮成形、真空補助レジントランスファ成形、化学補助レジントランスファ成形、マッチドダイ成形(matched tool molding)、オートクレーブ硬化、空気中での熱硬化、減圧バギング(vacuum bagging)、Seemanの複合材料樹脂注入成形法(Seeman's Composite Resin Infusion Manufacturing Processing:SCRIMP)、オープン成形(open molding)、フィラメントワインディング、円筒状フィラメントワインディング、またはこれらの組合せによって製造される。
別の態様において、本硬化組成物を含む材料を開示し、この材料は、複合材料、コーティング、接着剤、封入材料、またはシーラントである。
ある実施形態において、本材料は、難燃剤、充填剤、補強繊維、染料、顔料、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、可塑剤、滑剤、流動性改良剤、ドリップ遅延剤(drip retardants)、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、流動性促進剤、加工助剤、基板接着剤(substrate adhesion agents)、離型剤、強化剤、低プロフィール(low-profile)添加剤、応力緩和添加剤、およびこれらの組合せよりそれぞれ独立して選ばれる1つ以上の追加成分を含む。
ある実施形態において、充填剤は、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、マグネシア、ケイ酸マグネシウム、ガラス繊維、ガラスマット、シリカ粉末、ヒュームドシリカ、球状シリカ、チオ尿素、Al、滑石、カオリン、粘土、三酸化アンチモン、ガラスバブル、中空ガラス微小球、アラミド繊維、および石英より選ばれる。
ある実施形態において、本複合材料は、ガラス繊維系複合材料、炭素繊維系複合材料、またはこれらの組合せである。
ある実施形態において、本材料は、レジントランスファ成形法によって製造される。
本化合物、組成物、方法、および工程について更に述べる。
本開示内容は、高熱、高純度化合物と、この化合物の製造法と、この化合物を含む硬化性組成物に関する。本開示内容は更に、この化合物および硬化性組成物から誘導された材料および物品に関する。開示の化合物を用いて、良好な熱的および機械的性能(例えば、高いガラス転移温度(Tg)および延性)を備えた、特に、輸送および航空宇宙での用途に適すると考えられる複合材料が製造できる。
これまで、例えば、1分子当たり3または4個の反応性官能基を持つ多官能性樹脂により、複合材料の網目構造の架橋密度を高めて、熱硬化性樹脂の熱的性能を達成していた。これらの多官能性樹脂を硬化すると(例えば、芳香族アミンで)、非常に架橋密度の高い熱硬化性マトリックスができる。しかし、架橋度の高いマトリックスは、特有の脆さを生じることがある。開示の化合物は、これに比べ、適度の耐熱性と延性を備え、脆さを生じる高い架橋密度を伴わない、熱硬化性マトリックスを作ることができる。
開示の樹脂は、更に、粘度が低いという長所も示すことができる。低粘度樹脂は、レジントランスファ成形法による部品の製造に使用できる。例えば、この樹脂を用いて、ガラスプリフォームを入れた鋳型に、ガラスプリフォームを動かさずに短時間で充填を行うことができる。鋳型は等温であって良く、樹脂を鋳型に入れたら加熱して、硬化の開始と同時に粘度を上げることができる。この低粘度樹脂は、例えば、マイクロチップを封入するための電子成形品の製造にも使用できる。
樹脂の粘度の低さの少なくとも一部は、樹脂の純度が高いためと考えられる。
別途定義されていない限り、文中で用いられている全ての技術および科学用語は、当業者に通常理解されているものと同じ意味を持つ。一致しない場合、定義条項を含む本明細書が支配するものとする。望ましい方法および材料を以下に述べるが、本発明を実施または試行する際には、文中に記載されているものと類似または同等の方法および材料を使用しても良い。文中に言及されている全ての出版物、特許出願、特許、その他の参考文献は、その内容を全て本件に引用して援用する。文中に開示されている材料、方法、および実施例は、説明のためだけであって、限定しようとするものではない。
用語“含む(comprise(s))”、“含む(include(s))”、“持つ(having)”、“持つ(has)”、“できる(can)”、“含む(contain(s))”、およびその変形は、文中で使用されているように、追加的な行為または構造の可能性を除外しない、制限のない移行句、用語、または語であることを意図している。単数形の“a”、“an”、および“the”は、文脈が明らかに別であることを指示していない限り、複数の参照物を含んでいる。本開示内容は、明確に述べられている、いないに拘わらず、本件に述べられている実施形態または要素“を含む”、“から成る”、および“本質的に〜から成る”別の実施形態も意図している。
接続詞“または(or)”は、この接続詞の関連する、挙げられた1つ以上の要素のあらゆる組合せを含んでいる。例えば、句“AまたはBを含む装置”は、Aを含むがBは含まない装置、Bを含むがAは含まない装置、または、AとBの両方を含む装置を指すことができる。句“A、B、...およびNの少なくとも1つ”、または“A、B、...Nの少なくとも1つ、またはこれらの組合せ”は、A、B、...およびNを含む群より選ばれる1つ以上の要素、つまり、要素A、B、...、またはNの1つ以上(ある1つの要素を単独で、または、組み合わせて含む)と、1つ以上の別の要素(これも、挙げられていない追加の要素を組み合わせて含むことができる)との任意の組合せを意味する、最も広い意味として定義される。
文中で使用されている“アクリラートアルキル”は、文中に定義されているようなアルキルを経て親分子部分に結合しているアクリラートを意味することができる。アクリラートは置換されていても非置換であっても良い。アクリラートアルキルの代表例としては、HC=CH−C(O)O−CH− および HC=CH(CH)−C(O)O−CH− が挙げられる(但し、これらに限定しない)。
文中で使用されている“アルケニルアルキル”は、文中に定義されているようなアルキルを経て親分子部分に結合しているアルケンを意味することができる。
文中で使用されている“アルキル”は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、 イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの、直鎖、分枝、または環状ヒドロカルビル基を意味することができる。
文中で使用されている“アルキニルアルキル”は、文中に定義されているようなアルキルを経て親分子部分に結合しているアルキンを意味することができる。
文中で使用されている“アリール”は、6から36個の環員炭素原子を含む、置換または非置換アリールラジカルを意味することができる。アリールの例としては、フェニル基、二環式炭化水素縮合環系、または三環式炭化水素縮合環系が挙げられ、このとき、1つ以上の環はフェニル基である(但し、これらに限定しない)。
文中で使用されている“アリールアルキル”は、文中に定義されているようなアルキルを経て親分子部分に結合している、文中に定義されているようなアリールを意味することができる。
文中で使用されている“共重合体”は、たった1つの構造単位またはモノマから誘導されたホモポリマと異なり、2つ以上の構造単位またはモノマ種から誘導されたポリマを意味することができる。
文中で使用されている“C〜Cシクロアルキル”は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、またはシクロヘキシルを意味することができる。
文中で使用されている“ガラス転移温度”または“Tg”は、ポリマまたは材料が1つ以上の有用な特性を持つと考えられる最高温度を意味することができる。このような特性としては、耐衝撃性、剛性、強さ、形状保持力が挙げられる。Tgは示差走査熱量測定法を用いて測定し、セルシウス度で表すことができる。
文中で使用されている“ハロ”は、この接頭辞が付いているものが、独立して選ばれた1つ以上のハロゲンラジカルで置換される、置換基とすることができる。例えば、“C〜Cハロアルキル”は、1つ以上の水素原子が、独立して選ばれたハロゲンラジカルで置き換えられた、C〜Cアルキル置換基を意味する。C〜Cハロアルキルの非制限的な例としては、クロロメチル、1−ブロモエチル、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、および1,1,1−トリフルオロエチルが挙げられる。置換基が2つ以上のハロゲンラジカルで置換されている場合、これらのハロゲンラジカルが同じでも異なっていても良い(別途述べられていない限り)ことは当然である。
文中で使用されている“ハロゲン”または“ハロゲン原子”は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素原子を意味することができる。
文中で使用されている“ヘテロアリール”は、任意の芳香族複素環を意味することができ、これは、必要に応じて、N、O、またはSの中から選ばれた1から3個のヘテロ原子を含む、ベンゾ縮合した(benzocondensed)5または6員の複素環を含むことができる。ヘテロアリール基の非制限的な例として、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、インドリル、イミダゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、ピロリル、フェニルピロリル、フリル、フェニルフリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、ピラゾリル、チエニル、ベンゾチエニル、イソインドリル、ベンゾイミダゾリル、キノリニル、イソキノリニル、1,2,3−トリアゾリル、1−フェニル−1,2,3−トリアゾリルなどが挙げられる。
文中で使用されている“ヒンダードフェノール安定剤”は、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロ桂皮酸オクタデシルエーテルを意味することができる。
文中で使用されている“ヒドロカルビル”とは、炭化水素から1個の水素原子を除いてできた1価の基を指す。代表的なヒドロカルビルは、1から25個の炭素原子を持つアルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、ウンデシル、デシル、ドデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル、トリコシル、およびこれらの異性体など)、6から25個の炭素原子を持つアリール基(フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ビフェニル、テトラフェニルなどの環置換および環非置換体など)、7から25個の炭素原子を持つアリールアルキル基(ベンジル、フェネチル、フェンプロピル(phenpropyl)、フェンブチル(phenbuthyl)、ナフトクチル(naphthocryl)などの環置換および環非置換体など)、およびシクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなど)である。
“ヒドロキシアルキル”は、少なくとも1つのヒドロキシ基で置換された、本件に定義されているようなアルキル基を指す。ヒドロキシアルキルの代表例としては、ヒドロキシメチル、2−ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシプロピル、2,3−ジヒドロキシプロピル、2,3−ジヒドロキシペンチル、4−ヒドロキシブチル、2−エチル−4−ヒドロキシヘプチル、3,4−ジヒドロキシブチル、および5−ヒドロキシペンチルが挙げられる(但し、これらに限定しない)。
文中で使用されている“PETS離型剤”は、ペンタエリトリトールテトラステアラート離型剤を意味することができる。
文中で使用されている“亜リン酸安定剤”は、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトを意味することができる。
文中で使用されている“直鎖または分枝C〜Cアルキル”または“直鎖または分枝C〜Cアルコキシ”は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、およびイソプロポキシを意味することができる。
別途指示のない限り、置換によって、化合物の合成、安定性、または使用に著しい悪影響がなければ、前述のそれぞれの基は、非置換でも置換されていても良い。
用語“構造単位”および“モノマ”は、文中で使用されているように、置き換え可能である。
文中で使用されている“熱安定性”は、熱的条件下での分子量低下に対するポリマの耐性を指す。つまり、熱安定性の低いポリマは、押し出し、鋳造、熱成形、ホットプレスなどの熱的条件下で著しい分子量低下を示すことがある。分子量低下は、着色することで、および/または、耐候性、光沢、機械的特性、および/または、熱的特性などの特性が低下することでも明らかとなる。分子量低下は、溶融粘度変化などの加工条件の著しい変動によっても起こることがある。
文中で数値域について述べる場合、その間にある、同じ精度を持ったそれぞれの数が明らかに意図されている。例えば、6〜9の範囲では、6と9の他にも数7と8が意図されており、6.0〜7.0の範囲では、数6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、および7.0が明らかに意図されている。
熱硬化性または熱可塑性組成物の製造に有益な化合物(文中では、モノマとも呼ばれる)を開示する。このモノマを用いて、このモノマを含む組成物から誘導される材料および物品に、耐熱性を与えることができる。
本化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、または99.9%以上の純度を持つことができる。
本化合物は、3ppm以下、2ppm以下、1ppm以下、500ppb以下、400ppb以下、300ppb以下、200ppb以下、または100ppb以下の金属不純物含量を持つことができる。金属不純物は、鉄、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、またはこれらの組合せであって良い。本化合物は、0.1質量%以下の未知の不純物含量を持っていても良い。本化合物は、試験法ASTM D1209を用いた測定で、40以下、35以下、30以下、25以下、20以下、19以下、18以下、17以下、16以下、または15以下の色APHA値を持つことができる。
本開示化合物は、構造式(I)〜(IX)を持つことができる。
(I)
(II)
(III)
(IV)
(V)
(VI)
(VII)
(VIII)
または
(IX)
式中、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して反応性官能基より選ばれ、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、R13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、R14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルであり、Rは出現毎に独立して、C〜C12アルキルもしくはハロゲンであり、または、2つのR基がその結合している炭素原子と共に、4員、5員、もしくは6員のシクロアルキル基を形成していて、tは0から10である。
ある実施形態において、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、シアノ、ハロアルキル(例えば、ハロ−C〜C12アルキル)、アルケニル(例えば、C〜C12アルケニル)、アルケニルアルキル(例えば、C〜C12アルキル−C〜C12アルケニル)、アルキニルアルキル(例えば、C〜C12アルキル−C〜C12アルキニル)、ヒドロキシアルキル(例えば、−C〜C12アルキル−OH)、アクリラートアルキル(例えば、−C〜C12アルキル−O−アクリロイル(acroyl))、
および
より選ばれ、
式中、Rは出現毎に独立して、C〜C12アルキル、ヘテロアリール、アルコキシ(例えば、C〜C12アルコキシ)、アミノ、およびアルキルアミノ(例えば、C〜C12アルキルアミノ)より選ばれ、R〜Rはそれぞれ独立して、水素、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C18アリール、C〜C18アルキル置換アリール、C〜C18アリール置換アルキル、C〜C12アルコキシカルボニル、C〜C18アリールオキシカルボニル、C〜C18アルキル置換アリールオキシカルボニル、C〜C18アリール置換アルコキシカルボニル、ニトリル、ホルミル、カルボキシラート、イミダート、およびチオカルボキシラートより選ばれ、R〜R11はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、ヒドロキシ、およびアミノより選ばれ、R3aおよびR3bはそれぞれ独立して、水素およびC〜C12アルキルより選ばれ、Aは出現毎に独立して、飽和または不飽和C〜C12二価炭化水素基より選ばれる。
ある実施形態において、RおよびRはそれぞれ独立して、
および
より選ばれる。
ある実施形態において、本開示化合物は、オリゴマ不純物を実質的に含まない。本化合物は、高速液体クロマトグラフィによる測定で、3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、0.2%以下、または0.1%以下のオリゴマ不純物含量を持つことができる。
本化合物は、構造式(1)〜(9)、またはこれらの組合せを持つことができる。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
または
(9)
式中、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、R13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、R14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルである。
本化合物は、構造式(1−a)、(2−a)、(3−a)、(4−a)、(4−b)、(4−c)、(5−a)、(6−a)、(7−a)、(8−a)、(9−a)、(10−a)、またはこれらの組合せを持つことができる。
(1−a)
(2−a)
(3−a)
(4−a)
(5−a)
(6−a)
(7−a)
(8−a)
(9−a)
または
(10−a)
本化合物は、対応するビスフェノールから誘導することができる。本化合物は、構造式(1’)〜(9’)のビスフェノール、またはこれらの組合せから誘導することができる。
(1’)
(2’)
(3’)
(4’)
(5’)
(6’)
(7’)
(8’)
または
(9’)
式中、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、R13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、R14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルであり、Rは出現毎に独立して、C〜C12アルキルもしくはハロゲンであり、または、2つのR基がその結合している炭素原子と共に、4員、5員、もしくは6員のシクロアルキル基を形成していて、tは0から10である。
本化合物は、構造式(1’−a)、(2’−a)、(3’−a)、(4’−a)、(4’−b)、(4’-c)、(5’−a)、(6’−a)、(7’−a)、(8’−a)、(9’−a)のビスフェノール、またはこれらの組合せから誘導することができる。
(1’−a)
(2’−a)
(3’−a)
(4’−a)
(4’−b)
(4’−c)
(5’−a)
(6’−a)
(7’−a)
(8’−a)
または
(9’−a)
ビスフェノールは、97%以上、98%以上、99%以上、99.5%以上、99.8%以上、99.90%以上、または99.95%以上の純度を持つことができる。ビスフェノールは、200ppm以下、150ppm以下、100ppm以下、90ppm以下、80ppm以下、70ppm以下、60ppm以下、50ppm以下、40ppm以下、30ppm以下、20ppm以下、または10ppm以下のアミノフェノール不純物含量を持つことができる。アミノフェノール不純物は、2−フェニル−3−(4−アミノフェニル)−3−(4−ヒドロキシフェニル)フタルイミジンであっても良い。ビスフェノールは、1,000ppm以下、750ppm以下、500ppm以下、400ppm以下、300ppm以下、200ppm以下、100ppm以下、50ppm以下のフェノールフタレイン不純物含量を持つことができる。ビスフェノールは、3ppm以下、2ppm以下、1ppm以下、500ppb以下、400ppb以下、300ppb以下、200ppb以下、または100ppb以下の金属不純物含量を持つことができる。金属不純物は、鉄、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、またはこれらの組合せであって良い。ビスフェノールは、0.1質量%以下の、未知の不純物含量を持つことができる。ビスフェノールは、試験法ASTM D1209を用いた測定で、40以下、35以下、30以下、25以下、20以下、19以下、18以下、17以下、16以下、または15以下の色APHA値を持つことができる。
本開示の化合物は、対応するビスフェノール化合物(例えば、構造式(1’)〜(9’)のビスフェノール)から製造することができる。ビスフェノールは、RおよびR基の元となるものとの混合物として供給することができる。
単離した生成物は、80%以上、85%以上、または90%以上の収率で得ることができる。
単離生成物の純度は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、または99.9%以上とすることができる。単離生成物は、オリゴマ不純物を実質的に含まないものとすることができる。
更に、開示の高熱化合物を含む組成物も開示する。この組成物は、硬化性(熱硬化性)組成物であって良い。この組成物は、熱可塑性組成物であっても良い。
本開示化合物に1つ以上の追加成分を配合し、組成物とすることができる。例えば、この組成物は、硬化促進剤、補助コモノマ、難燃剤、充填剤、補強繊維、染料、顔料、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、可塑剤、滑剤、流動性改良剤、ドリップ遅延剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、流動性促進剤、加工助剤、基板接着剤、離型剤、強化剤、低プロフィール添加剤、応力緩和添加剤、およびこれらの組合せを更に含むことができる。この組成物は、1つ以上のホモポリマおよび共重合体成分(例えば、ポリカーボネート、ポリシロキサン、ポリフェニレンエーテル、ポリシロキサン−ポリカーボネート共重合体、ポリエステル−ポリカーボネート共重合体)を含んでいても良い。
本組成物(例えば、硬化性組成物)は、硬化性組成物の総質量に対して、1質量%から99.9質量%、3質量%から50質量%、5質量%から40質量%、または10質量%から30質量%の量で、開示の高熱化合物を含むことができる。
本硬化性組成物は、硬化すると、示差走査熱量測定法を用いた測定で、145℃以上、150℃以上、155℃以上、160℃以上、165℃以上、170℃以上、175℃以上、180℃以上、185℃以上、190℃以上、200℃以上、210℃以上、220℃以上、230℃以上、240℃以上、250℃以上、260℃以上、270℃以上、280℃以上、290℃以上、または300℃以上のTgを持つことができる。示差走査熱量測定法(DSC)は、10℃/分または20℃/分の加熱速度で行うことができる。硬化した組成物は、2つ以上のTgではなく、単一のTgを示すことができ、これは、モノマが、硬化した組成物の樹脂マトリックスに共有結合していることを示している。言い換えるならば、化合物は、樹脂マトリックス中の個別の相として存在していないと考えられる。成分および硬化促進剤の種類および相対量に応じて、ガラス転移温度を、例えば、100℃から300℃、または150℃から200℃の範囲とすることができる。
本硬化組成物は良好な衝撃強さを示すことができる。一部の実施形態において、本硬化組成物は、ASTM D4812に従い、23℃、2フィートポンドのハンマエネルギによる測定で、少なくとも400ジュール/メートル、詳細には400から600ジュール/メートル、より詳細には450から550ジュール/メートル、更に詳細には480から520ジュール/メートルの、ノッチなしアイゾット衝撃強さを示す。
本硬化組成物は良好な延性を示すことができる。本硬化組成物は、良好な破壊靱性、ノッチなしアイゾット衝撃強さ、および良好な引張伸びを示すことができる。
本硬化組成物は、熱分解の際に、より多いチャー形成を示すことができる。
本硬化組成物は、低い吸湿率を示すことができる。
本硬化組成物は、硬化の際に、より少ない収縮を示すことができる。
本硬化組成物は、より小さい誘電特性を示すことができる。
本硬化組成物は、IPC−TM−650 2.5.5.9に従った、1,000メガヘルツでの測定で、2.8から3.2、詳細には2.9から3.1、より詳細には3.00から3.06の誘電率を示すことができる。
本硬化組成物は、IPC−TM−650 2.5.5.9に従った、1,000メガヘルツでの測定で、0.011から0.017、詳細には0.012から0.016、より詳細には0.013から0.015の損失正接を示すことができる。
本硬化組成物は、80℃の脱イオン水に250時間浸漬した後の測定で、5質量パーセント(質量%)以下、詳細には4質量%以下、より詳細には3質量%以下、更に詳細には2質量%以下の吸水率を示すことができる。
本硬化組成物は、望ましくは、そのTgより下で、30マイクロメートル/メートル・℃(μm/m・℃)以下、望ましくは25μm/m・℃以下、より望ましくは20μm/m・℃以下の熱膨張率(CTE)を示すことができる。
本硬化組成物は、同時に、その他多くの有益な特性を示すことができる。
反応開始剤として硬化促進剤または薬剤を使用する。硬化促進剤は、架橋性ビニル成分の有益な効果を高めるために加えることができる。ビニルモノマおよび不飽和成分は単独で存在していても高温で硬化が進むことがあるが、処理条件によっては、完全に硬化するまで高温を保つことが難しい場合があるため、硬化触媒または反応開始剤を加えると良い。
適当な温度と適当な時間内で、ビニルモノマと補助的なビニルコモノマ組成物との硬化を促進し、硬化した組成物の耐熱性などの特性を高められるならば、“反応開始剤”に特に制限はない。熱硬化性樹脂の不飽和部分のための硬化剤には、高温または室温でラジカルを発生できる任意の化合物が含まれると考えられる。このような硬化触媒には、ペルオキシ型と非ペルオキシ型の2つのラジカル開始剤が含まれると考えられる。架橋剤および開始剤の使用は当技術分野で良く知られており、米国特許第6352782B2号および米国特許第5352745号に詳細に述べられている。敢えて言うならば、開始剤は、架橋剤の効果の大きな部分を果たしている。
有用なペルオキシ開始剤の例としては、クメンヒドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド、α,α−ビス(t−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、ジクミルペルオキシド、ジ(トリメチルシリル)ペルオキシド、トリメチルシリルトリフェニルシリルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン(DHBP、パーヘキサ25Bとも呼ばれる)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサ−3−イン(DYBP、パーヘキシン25Bとも呼ばれる。日本油脂(株)製)、ジ−t−ブチルペルオキシド(DTBP)、t−ブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド(DCP)、ジ(t−ブチルペルオキシイソフタラート)、t−ブチルペルオキシベンゾアート、2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)ブタン、2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)オクタン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、ジ(トリメチルシリル)ペルオキシド、トリメチルシリルフェニルトリフェニルシリルペルオキシド、α,α’−ビス(t−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、1,3−ジ(2−tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン(DIPP)、過酸化ベンゾイル(BPO)、3,3’,5,5’−テトラメチル−1,4−ジフェノキシキノン、クロラニル、2,4,6−トリ−t−ブチルフェノキシル、t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカルボナート、およびアゾビスイソブチロニトリルが挙げられる。
ある実施形態では、カルボン酸金属塩を更に加えることで、硬化反応を更に促進することができる。中でも、反応開始剤として、α,α’−ビス(t−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼンが特に望ましい。その理由は、この化合物が比較的高い反応開始温度を持つため、硬化する必要のないとき、例えば、プリプレグ乾燥の間は硬化を開始せず、また、ビニルモノマ組成物の貯蔵安定性を損なわず、揮発性が低いため、プリプレグ乾燥および貯蔵の間の蒸発がなく、従って、安定性に優れているためである。
硬化開始剤としては更に、不飽和成分のアニオン重合を開始できる任意の化合物が挙げられる。このようなアニオン重合開始剤としては、例えば、アルカリ金属アミド(ナトリウムアミド(NaNH)、リチウムジエチルアミド(LiN(C)など)、C〜C10アルコキシドのアルカリ金属およびアンモニウム塩、アルカリ金属水酸化物、水酸化アンモニウム、アルカリ金属シアン化物、有機金属化合物(アルキルリチウム化合物、n−ブチルリチウムなど)、グリニャール試薬(フェニルマグネシウムブロミドなど)、等、およびこれらの組合せが挙げられる。特に、硬化開始剤は、2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチル−3−ヘキサンまたはジクミルペルオキシドを含むことができる。硬化開始剤は、0℃から200℃の範囲の温度で、効果を促進することができる。
一部の例では、開始剤として高分子量ポリペルオキシド物質を使用する。
高分子量ポリペルオキシドは、1,000を超える、望ましくは3,000を超える分子量を持つ。特に有用なポリペルオキシド開始剤、ポリペルオキシド官能化ポリスチレンとその分解生成物は次のとおりである。
具体的なペルオキシド化ポリスチレンは、1,000を超える、望ましくは3,000を超える分子量を持つ。
以下の図は、使用可能なペルオキシド官能化ポリマの一般構造を示している。ポリマを官能化して、ペンダント側鎖に、または末端基に、ペルオキシド基を組み込むことができる。
ペルオキシド基で官能化したポリマの一般構造は次のとおりである。
具体的なこれらのポリマは、上に示したようなポリスチレン、または、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメタクリラートであっても良い。上に示したように、これらの多官能化構造体は酸素−酸素結合で切れ、重合を開始する活性ラジカル基(t−ブトキシドなど)と、1,000を超える分子量を持つ残りの不活性部分とを生じると考えられる。
典型的な非ペルオキシ開始剤としては、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、2,3−トリメチルシリルオキシ−2,3−ジフェニルブタン、これらの組合せなどの化合物が挙げられる。
補助コモノマはマレイミド樹脂であっても良い。適当なマレイミドとしては、次の構造を持つものが挙げられる。
式中、Mは、価数nを持ち、2から40個の炭素原子と必要に応じて1つ以上のヘテロ原子を含むラジカルであり、
Zは出現毎に独立して、水素、ハロゲン、またはC〜C18ヒドロカルビルであり、nは1から10、詳細には2または3または4である。Mは、例えば、脂肪族、脂環式、芳香族、または複素環であっても良い。
適当なマレイミドとしては、次の構造式で示されるものが挙げられる。
および
式中、Zは出現毎に独立して、水素、C〜C18ヒドロカルビル、またはハロゲンであり、Aは、C〜C18ヒドロカルビレン、オキシ、スルホン、スルフィニル、カルボキシラート、カルボニル、カルボンアミド、またはスルフィドであり、nは0から10である。
マレイミド樹脂の具体例としては、1,2−ビスマレイミドエタン、1,6−ビスマレイミドヘキサン、1,3−ビスマレイミドベンゼン、1,4−ビスマレイミドベンゼン、2,4−ビスマレイミドトルエン、4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタン、4,4’−ビスマレイミドジフェニルエーテル、3,3’−ビスマレイミドジフェニルスルホン、4,4’−ビスマレイミドジフェニルスルホン、4,4’−ビスマレイミドジシクロヘキシルメタン、3,5−ビス(4−マレイミドフェニル)ピリジン、2,6−ビスマレイミドピリジン、1,3−ビス(マレイミドメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(マレイミドメチル)ベンゼン、1,1−ビス(4−マレイミドフェニル)シクロヘキサン、1,3−ビス(ジクロロマレイミド)ベンゼン、4,4’−ビス(シトラコンイミド)ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−マレイミドフェニル)プロパン、1−フェニル−1,1−ビス(4−マレイミドフェニル)エタン、α,α−ビス(4−マレイミドフェニル)トルエン、3,5−ビスマレイミド−1,2,4−トリアゾール、N,N’−エチレンビスマレイミド、N,N’−ヘキサメチレンビスマレイミド、N,N’−m−フェニレンビスマレイミド、N,N’−p−フェニレンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジシクロヘキシルメタンビスマレイミド、N,N’−α,α’−4,4’−ジメチレンシクロヘキサンビスマレイミド、N,N’−m−メタキシレンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルシクロヘキサンビスマレイミド、およびN,N’−メチレンビス(3−クロロ−p−フェニレン)ビスマレイミド、更に、米国特許第3,562,223号、米国特許第4,211,860号、および米国特許第4,211,861に開示のマレイミド樹脂が挙げられる。
マレイミド樹脂は、有機溶媒中、40から200℃の温度で5分から5時間、ビスイミド1モルに対して、0.1から0.8モルの鎖延長剤を接触させるなど、当技術分野で既知の方法で調製することができる。マレイミド樹脂は、例えば、米国特許第4,211,860号および米国特許第4,211,861号に記載されているような、ヒドラジン変性ビスマレイミドであっても良い。適当なN,N’−不飽和ビスマレイミド樹脂は、Technochemie GmbH よりCompimide樹脂として市販されている。マレイミド樹脂は、特定の加工要件に合わせたマレイミド樹脂の組合せであっても良い。
補助コモノマはベンゾオキサジン樹脂であっても良い。適当なベンゾオキサジン樹脂としては、次の構造を持つものが挙げられる。
式中、Bは、1から80個の炭素原子、詳細には1から10個の炭素原子を含む直鎖または分枝炭化水素基であり(一部の実施形態において、Bは、アルキル基、シクロアルキル基、カルボニル、スルホニル、スルフィニル、スルフィド、オキシ、アルキルホスホニル、アリールホスホニル、イソアルキリデン、シクロアルキリデン、アリールアルキリデン、ジアリールメチリデン、メチリデン ジアルキルシラニル、アリールアルキルシラニル、またはジアリールシラニルである)、nは、1から20、詳細には、1、2、3、または4、より詳細には2であり、Xは、水素、C〜C18ヒドロカルビル(必要に応じて、1つ以上のフッ素原子で置換されている)、またはC〜C40ヒドロカルビルアミン(ポリアミンを含む)である。ポリベンゾオキサジン中に、フェノールまたはフェノキシ繰り返し単位が望ましいか否かによって、水素ではない少なくとも1つのX置換基が、ベンゾオキサジンの酸素原子に対して、オルト、メタ、またはパラであることが望ましいことがある。
良く知られるように、ベンゾオキサジンモノマは、溶媒を使用した、または使用しない、アルデヒドとフェノールと第一級アミンとの反応から作られる。米国特許第5,543,516号は、ベンゾオキサジンモノマの無溶媒製造法について述べている。Journal of Polymer Science, Chemistry Edition, vol. 32, page 1121 (1994) の、Ning および Ishidaの論文は、溶媒を使用する手順を述べている。通常、溶媒を使用する手順が、ベンゾオキサジンモノマの文献では一般的である。適当なフェノール化合物としては、フェノールおよびポリフェノールが挙げられる。ベンゾオキサジンの生成において反応性を持つ、2つ以上のヒドロキシル基を持つポリフェノールを使用すると、分枝した、および/または、架橋した生成物を得ることができる。フェノール基をフェノールに結合する基が、ポリベンゾオキサジン中の分枝点または結合基となることができる。
ベンゾオキサジンモノマの調製での使用に適したフェノールとしては、フェノール、クレゾール、レゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、2−アリルフェノール、3−アリルフェノール、4−アリルフェノール、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン(2,7-dihydrooxynapthalene)、2−(ジフェニルホスホリル)ヒドロキノン、2,2’−ビフェノール、4,4−ビフェノール、4,4’−イソプロピリデンジフェノール(ビスフェノールA)、4,4’−イソプロピリデンビス(2−メチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2−アリルフェノール)、4,4’−(1,3−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール(ビスフェノールM)、4,4’−イソプロピリデンビス(3−フェニルフェノール)、4,4’−(1,4−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール(ビスフェノールP)、4,4’−エチリデンジフェノール(ビスフェノールE)、4,4’−オキシジフェノール、4,4’−チオジフェノール、4,4’−スルホニルジフェノール、4,4’−スルフィニルジフェノール、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンビスフェノール(ビスフェノールAF)、4,4’−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール(ビスフェノールAP)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−ジクロロエチレン(ビスフェノールC)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、4,4’−(シクロペンチリデン)ジフェノール、4,4’−(シクロヘキシリデン)ジフェノール(ビスフェノールZ)、4,4’−(シクロドデシリデン)ジフェノール、4,4’−(ビシクロ[2.2.1]ヘプチリデン)ジフェノール、4,4’−(9H−フルオレン−9,9−ジイル)ジフェノール、イソプロピリデンビス(2−アリルフェノール)、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)イソベンゾフラン−1(3H)−オン、1−(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチル−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−5−オール、3,3,3’,3’−テトラメチル−2,2’,3,3’−テトラヒドロ−1,1’−スピロビ[インデン]−5,6’−ジオール(スピロビインダン)、ジヒドロキシベンゾフェノン(ビスフェノールK)、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、トリス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ジシクロペンタジエニルビス(2,6−ジメチルフェノール)、ジシクロペンタジエニルビス(オルト−クレゾール)、およびジシクロペンタジエニルビスフェノールが挙げられる。
ベンゾオキサジンの生成に使用するアルデヒドは、どのようなアルデヒドであっても良い。一部の実施形態において、アルデヒドは1から10個の炭素原子を含む。一部の実施形態において、アルデヒドはホルムアルデヒドである。ベンゾオキサジンの生成に使用するアミンは、芳香族アミン、脂肪族アミン、アルキル置換芳香族または芳香族置換アルキルアミンであっても良い。アミンはまた、ポリアミンであっても良いが、ポリアミンを使用すると、一部の状況下では多官能ベンゾオキサジンモノマが生じると考えられる。多官能ベンゾオキサジンモノマは、熱可塑性ポリベンゾオキサジンを生じると予想される単官能ベンゾオキサジンよりも分枝および/または架橋ポリベンゾオキサジンを生じる可能性が高い。
アミンは一般に、芳香族環を含まなければ1から40個の炭素原子を含み、芳香族環を含む場合は6から40個の炭素原子を含むことができる。二官能または多官能アミンであるアミンは、ポリベンゾオキサジンを互いに結合する分枝点としての役目も果たすことができる。熱重合は、ベンゾオキサジンモノマの望ましい重合法であった。熱重合を引き起こす温度は一般に、150から300℃まで変化する。重合は一般にバルクで行うが、溶液中で行っても良い。カルボン酸などの触媒は、重合温度をわずかに下げ、または、同温度での重合速度を上げることが知られている。
カチオン重合開始剤は、極低温度ほどの低い温度でベンゾオキサジンモノマの重合を起こすことが分かっている。反応物および生成物を扱い易くするために望ましい温度は、−100から250℃、詳細には−60から150℃である。カチオン開始剤の一部、例えば、PCl5は、アミンの塩を含むベンゾオキサジンモノマから繰り返し単位を生成する。この繰り返し単位は、アミン塩を含まない同様の繰り返し単位よりも、水などの極性溶媒に対する溶解性が良い。この開始剤は、ベンゾオキサジン溶融物中でも溶媒存在下でも使用でき、溶媒含量は0からほぼ100%とすることができる。カチオン重合には多くの溶媒が使用でき、その選択は、カチオン重合の当業者には公知である。
ベンゾオキサジンのカチオン開始重合から得られたポリマは、良好な熱安定性および/または耐炎性を備えた成形品(成形した回路基板、耐炎性積層品、その他の成形品など)として有用であり、耐高温チャーの前駆物質源である。耐高温チャーの一般的用途としては、航空機ブレーキディスク、焼結反応用設備、遮熱材または遮熱物質が挙げられる。アミン塩を持つ繰り返し単位を含むポリマは、粘度調整剤などの、部分的または完全水溶性ポリマの用途に使用できる。
一般に、カチオン開始剤は、ベンゾオキサジンモノマまたはオリゴマを重合させることができる。適当なカチオン開始剤としては、HSO、HClO、BF、AlCl、t−BuCl/EtAlCl、Cl/BCl、AlBr、AlBr、TiCl、I、SnCl、WCl、AlEtCl、PF、VCl、AlEtCl、およびBFEtOが挙げられる。一部の実施形態において、重合開始剤は、PCl5、PCl、POCl、TiCl、SbCl、(C(SbCl、または、金属ポルフィリン(metallophorphyrin)化合物(アルミニウムフタロシアニンクロリドなど)であり、これらは全て、不飽和モノマのカチオン開始重合により同様のポリマを生成することが知られている。適当なカチオン開始剤としては更に、トシル酸エチル、メチルトリフラート、およびトリフリック酸が挙げられる。典型的に、それぞれの開始剤は、3から3,000の繰り返し単位を含むポリマを開始するため、モルパーセントで示した開始剤の必要量はモノマに対して小さい。しかし、カチオンを失活させる外部からの水分や他の反応物による損失を補うため、追加の開始剤が必要なことがある。一部の実施形態において、このようなカチオン開始重合では、モノマに対して0.001から50モルパーセントの開始剤、詳細には0.01から10モルパーセントの開始剤を使用する。
補助コモノマはビニルベンジルエーテル樹脂であっても良い。適当なビニルベンジルエーテル樹脂としては、次の構造を持つものが挙げられる。
式中、Aは、価数jの有機または無機ラジカルであり、jは、1から100、詳細には、1、2、3、4、5、6、7、または8、より詳細には、2、3、または4である。
ビニルベンジルエーテル樹脂は、フェノールとビニルベンジルハロゲン化物(ビニルベンジルクロリドなど)とを縮合させてビニルベンジルエーテルを作ることで、最も容易に調製できる。一般に、ビスフェノールAとトリスフェノールとポリフェノールを用いて、架橋熱硬化性樹脂の製造に使用できる、ポリ(ビニルベンジルエーテル)を製造する。
適当なビニルベンジルエーテルとしては、ビニルベンジルクロリドまたはビニルベンジルブロミドと、レゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、2−(ジフェニルホスホリル)ヒドロキノン、ビス(2,6−ジメチルフェノール)−2,2’−ビフェノール、4,4−ビフェノール、2,2’,6,6’−テトラメチルビフェノール、2,2’,3,3’,6,6’−ヘキサメチルビフェノール、3,3’,5,5’−テトラブロモ−2,2’6,6’−テトラメチルビフェノール、3,3’−ジブロモ−2,2’,6,6’−テトラメチルビフェノール、2,2’,6,6’−テトラメチル−3,3’5−ジブロモビフェノール、4,4’−イソプロピリデンジフェノール(ビスフェノールA)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジブロモフェノール)(テトラブロモビスフェノールA)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジメチルフェノール)(テトラ(tera)メチルビスフェノールA)、4,4’−イソプロピリデンビス(2−メチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2−アリルフェノール)、4,4’−(1,3−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール(ビスフェノールM)、4,4’−イソプロピリデンビス(3−フェニルフェノール)、4,4’−(1,4−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール(ビスフェノールP)、4,4’−エチリデンジフェノール(ビスフェノールE)、4,4’−オキシジフェノール、4,4’−チオジフェノール、4,4’−チオビス(2,6−ジメチルフェノール)、4,4’−スルホニルジフェノール、4,4’−スルホニルビス(2,6−ジメチルフェノール)、4,4’−スルフィニルジフェノール、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンビスフェノール(ビスフェノールAF)、4,4’−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール(ビスフェノールAP)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−ジクロロエチレン(ビスフェノールC)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、ビス(2,6−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4’−(シクロペンチリデン)ジフェノール、4,4’−(シクロヘキシリデン)ジフェノール(ビスフェノールZ)、4,4’−(シクロドデシリデン)ジフェノール、4,4’−(ビシクロ[2.2.1]ヘプチリデン)ジフェノール、4,4’−(9H−フルオレン−9,9−ジイル)ジフェノール、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)イソベンゾフラン−1(3H)−オン、1−(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチル−2,3−ジヒドロ-1H−インデン−5−オール、1−(4−ヒドロキシ-3,5−ジメチルフェニル)−1,3,3,4,6−ペンタメチル−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−5−オール、3,3,3’,3’−テトラメチル−2,2’,3,3’-テトラヒドロ−1,1’-スピロビ[インデン]-5,6’−ジオール(スピロビインダン)、ジヒドロキシベンゾフェノン(ビスフェノールK)、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、トリス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、テトラキス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルホスフィンオキシド、ジシクロペンタジエニルビス(2,6−ジメチルフェノール)、ジシクロペンタジエニルビス(オルト−クレゾール)、およびジシクロペンタジエニルビスフェノールとの反応から生成したものが挙げられる。
補助コモノマは、アルケン含有モノマまたはアルキン含有モノマ(アクリラート含有化合物など)、スチレン系樹脂またはアルケニル芳香族モノマ、アリルモノマなどであっても良い。適当なアルケンおよびアルキン含有モノマとしては、米国特許第6,627,704号に記載のものが挙げられる。
アルケン含有モノマの1つの種類として、次の構造を持つアクリラート含有化合物が挙げられる。
式中、Aは、価数nの有機または無機ラジカルであり、Xは、窒素または酸素であり、Yは、酸素または硫黄であり、Zは出現毎に独立して、水素、ハロゲン、およびC〜C24ヒドロカルビルより選ばれる。
適当なアルケン含有モノマとしては、フリーラジカル重合を行うことのできる、アクリラートおよびメタクリラート官能化物が挙げられる。これらは、(メタ)アクリラート、(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、および、米国特許第4,304,705号に開示されている、ビニルアズラクトンなどの、モノマおよび/またはオリゴマであって良い。このようなモノマとしては、モノ、ジ、およびポリアクリラートおよびメタクリラート、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、アクリル酸、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸アリル、グリセロールジアクリラート、グリセロールトリアクリラート、エチレングリコールジアクリラート、ジエチレングリコールジアクリラート、トリエチレングリコールジメタクリラート、1,6−ヘキサンジオールジアクリラート、1,3−プロパンジオールジアクリラート、1,3−プロパンジオールジメタクリラート、トリメチロールプロパントリアクリラート、1,2,4−ブタントリオールトリメタクリラート、アクリル酸2−フェノキシエチル、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリラート、ペンタエリトリトールトリアクリラート、ペンタエリトリトールテトラアクリラート、ペンタエリトリトールテトラメタクリラート、ソルビトールヘキサアクリラート、ビス[1−(2−アクリルオキシ)]−メトキシフェニルジメチルメタン、2,2−ビス[1−(3−アクリルオキシ−2−ヒドロキシ)]プロポキシフェニルプロパン、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌラートトリメタクリラート、数平均分子量200〜500原子質量単位のポリエチレングリコールのビスアクリラートおよびビスメタクリラート、および、数平均分子量1000〜1万原子質量単位のポリブタジエンのビスアクリラートおよびビスメタクリラート、米国特許第4,652,274号に開示されているものなどのアクリラート化モノマの共重合可能な組合せ、および、米国特許第4,642,126号に開示されているものなどのアクリラート化オリゴマが挙げられる。
アルケンまたはアルキン含有モノマの架橋が望ましいことがある。架橋剤として特に有用な化合物は、アクリル酸アリル、グリセロールジアクリラート、グリセロールトリアクリラート、エチレングリコールジアクリラート、ジエチレングリコールジアクリラート、トリエチレングリコールジメタクリラート、1,6−ヘキサンジオールジアクリラート、1,3−プロパンジオールジアクリラート、1,3−プロパンジオールジメタクリラート、トリメチロールプロパントリアクリラート、1,2,4−ブタントリオールトリメタクリラート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリラート、ペンタエリトリトールトリアクリラート、ペンタエリトリトールテトラアクリラート、ペンタエリトリトールテトラメタクリラート、ソルビトールヘキサアクリラート、ビス[1−(2−アクリルオキシ)]−p−エトキシフェニルジメチルメタン、2,2−ビス[1−(3−アクリルオキシ−2−ヒドロキシ)]プロポキシフェニルプロパン、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌラートトリメタクリラートなどのアクリラート、および、平均分子量200〜500原子質量単位のポリエチレングリコールのビスアクリラートおよびビスメタクリラートである。
一部の例では、官能化PPE樹脂組成物の総量に対して3から20質量%の量の、トリ〜ペンタ官能性(メタ)アクリラート化合物を使用すると良い。トリ〜ペンタ官能性メタクリラート化合物としては、トリメチロールプロパントリメタクリラート(TMPT)などが使用でき、トリ〜ペンタ官能性アクリラート化合物としては、トリメチロールプロパントリアクリラートなどが使用できる。これらの架橋性硬化剤を加えると、最終的に得られるラミネートシートの耐熱性が更に上がる。3より少ない、または5を超える官能基を持つ(メタ)アクリラート化合物も使用できるが、トリ〜ペンタ官能性(メタ)アクリラート化合物を使用すると、生成するラミネートシートの耐熱性がより高まる。トリ〜ペンタ官能性(メタ)アクリラート化合物を使用する場合でも、この化合物の使用量が、官能化PPE樹脂組成物の総量に対して3質量%未満であると、最終的なラミネートシートに十分な耐熱性が与えられず、一方、20質量%を超える量で使用すると、最終的なラミネートシートの誘電特性と耐湿性が低下すると考えられる。
アルケンまたはアルキン含有モノマには、スチレン樹脂またはアルケニル芳香族モノマも含まれる。アルケニル芳香族モノマは次の構造を持つことができる。
式中、それぞれのR16は独立して、水素、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C12アルキニル、C〜C18アリールであり、それぞれのR17は独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルコキシ、C〜C18アリールであって、pは1から4であり、qは0から5である。p=1の場合、このアルケニル芳香族モノマは単官能アルケニル芳香族モノマと呼ばれ、p=2〜4の場合、このアルケニル芳香族モノマは多官能アルケニル芳香族モノマと呼ばれる。
適当なアルケニル芳香族モノマとしては、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−イソプロピルスチレン、α−tert−ブチルスチレン、α−フェニルスチレンなど、ハロゲン化スチレン(クロロスチレン、ジクロロスチレン、トリクロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレン、フルオロスチレン、ジフルオロスチレン、トリフルオロスチレン、テトラフルオロスチレン、ペンタフルオロスチレンなど)、ハロゲン化アルキルスチレン(クロロメチルスチレンなど)、アルコキシスチレン(メトキシスチレン、エトキシスチレンなど)、多官能アルケニル芳香族モノマ(1,3−ジビニルベンゼン、1,4−ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジイソプロペニルベンゼンなど)、および、前述のアルケニル芳香族モノマの少なくとも1つを含む組合せが挙げられる。置換基位置が指定されていない前述の置換スチレンで、置換基は、芳香族環上に空いているどの位置を占めていても良い。
望ましいアルケニル芳香族モノマとしては、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−t−ブチルスチレン、3−t−ブチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、1,3−ジビニルベンゼン、1,4−ジビニルベンゼン、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジイソプロペニルベンゼンなど、および前述のアルケニル芳香族モノマの少なくとも1つを含む組合せが挙げられる。望ましいアルケニル芳香族モノマとしては、更に、芳香族環上に1から5個のハロゲン置換基を持つスチレン、およびこのようなハロゲン化スチレンを少なくとも1つ含む組合せが挙げられる。
本組成物は、キャップド(capped)ポリ(アリーレンエーテル)、アルケニル芳香族モノマ、およびアクリロイルモノマの合計100部当たり、少なくとも30部、望ましくは少なくとも40部、より望ましくは少なくとも50部の量のアルケニル芳香族モノマを含むことができる。本組成物は、キャップドポリ(アリーレンエーテル)、アルケニル芳香族モノマ、およびアクリロイルモノマの合計100部当たり、98部まで、望ましくは80部まで、より望ましくは70部までの量のアルケニル芳香族モノマを含むことができる。
アルケンまたはアルキン含有モノマは、アリルモノマであっても良い。オレフィン系不飽和モノマは、アリルモノマを含んでいても良い。アリルモノマは、少なくとも1つ、望ましくは少なくとも2つ、より望ましくは少なくとも3つのアリル(−CH−CH=CH)基を含む有機化合物である。適当なアリルモノマとしては、例えば、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、メリト酸トリアリル(triallyl mellitate)、トリメシン酸トリアリル(triallyl mesate)、トリアリルベンゼン、シアヌル酸トリアルケニル、イソシアヌル酸トリアルケニル、これらの組合せ、およびこれらから調製した部分重合生成物が挙げられる。
特に、融和性に優れた、イソシアヌル酸トリアルケニルまたはシアヌル酸トリアルケニルが好ましい。イソシアヌル酸トリアルケニルまたはシアヌル酸トリアルケニルの代表例は、イソシアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリメタリル(trimethallyl)、シアヌル酸トリメタリル、シアヌル酸トリアリルであり、イソシアヌル酸トリアリル(TAIC)、およびシアヌル酸トリアリル(TAC)、またはこれらの組合せが望ましい。
これは、この2つの架橋性硬化剤が、低い誘電率と優れた耐熱性および信頼性を備えたラミネートシートを生じるためである。更に、TAICまたはTACは、そのモノマ(以後、m−TAICまたはm−TACと呼ぶ)もしくはプレポリマ(以後、p−TAICまたはp−TACと呼ぶ)のいずれでも使用でき、または、両方を組み合わせても使用できるからである。
補助コモノマは、アリールシクロブテン樹脂であっても良い。適当なアリールシクロブテンとしては、次の一般構造の化合物から誘導されるものが挙げられる。
式中、Bは、価数nの有機または無機ラジカル(カルボニル、スルホニル、スルフィニル、スルフィド、オキシ、アルキルホスホニル、アリールホスホニル、イソアルキリデン、シクロアルキリデン、アリールアルキリデン、ジアリールメチリデン、メチリデンジアルキルシラニル、アリールアルキルシラニル、ジアリールシラニル、およびC〜C20フェノール化合物など)であり、Xは出現毎に独立して、ヒドロキシまたはC〜C24ヒドロカルビル(直鎖および分枝アルキル、シクロアルキルなど)であり、Zは出現毎に独立して、水素、ハロゲン、またはC〜C12ヒドロカルビルであり、nは1から1000、詳細には1から8、より詳細には2または3または4である。その他の有用なアリールシクロブテンと、アリールシクロブテンの合成法は、米国特許第4,743,399号、米国特許第4,540,763号、米国特許第4,642,329号、米国特許第4,661,193号、米国特許第4,724,260号、および米国特許第5,391,650号に見ることができる。
補助コモノマは、パーフルオロビニルエーテル樹脂であっても良い。有用なパーフルオロビニルエーテルとしては、次の構造を持つものが挙げられる。
式中、Aは、価数nの二価の有機または無機ラジカルであり、nは1から1000、詳細には1から8、より詳細には2または3または4である。
パーフルオロビニルエーテルは、典型的に、フェノールとブロモテトラフルオロエタンから合成し、その後、亜鉛触媒を用いた還元的脱離により、ZnFBrと所望のパーフルオロビニルエーテルとを製造する。この方法で、ビス、トリス、その他のポリフェノールから、ビス、トリス、およびポリ(パーフルオロビニルエーテル)を製造することができる。
これらの合成に有用なフェノールとしては、レゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、2−(ジフェニルホスホリル)ヒドロキノン、ビス(2,6−ジメチルフェノール)、2,2’−ビフェノール、4,4−ビフェノール、2,2’,6,6’−テトラメチルビフェノール、2,2’,3,3’,6,6’−ヘキサメチルビフェノール、3,3’,5,5’−テトラブロモ−2,2’,6,6’−テトラメチルビフェノール、3,3’−ジブロモ−2,2’,6,6’−テトラメチルビフェノール、2,2’,6,6’−テトラメチル-3,3’5−ジブロモビフェノール、4,4’−イソプロピリデンジフェノール(ビスフェノールA)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジブロモフェノール)(テトラブロモビスフェノールA)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジメチルフェノール)(テトラメチルビスフェノールA)、4,4’−イソプロピリデンビス(2−メチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2−アリルフェノール)、4,4’−(1,3−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール(ビスフェノールM)、4,4’−イソプロピリデンビス(3−フェニルフェノール)、4,4’−(1,4−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール(ビスフェノールP)、4,4’−エチリデンジフェノール(ビスフェノールE)、4,4’−オキシジフェノール, 4,4’−チオジフェノール、4,4’−チオビス(2,6−ジメチルフェノール)、4,4’−スルホニルジフェノール、4,4’−スルホニルビス(2,6−ジメチルフェノール)、4,4’−スルフィニルジフェノール、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンビスフェノール(ビスフェノールAF)、4,4’−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール(ビスフェノールAP)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−ジクロロエチレン(ビスフェノールC)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、ビス(2,6−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4’−(シクロペンチリデン)ジフェノール、4,4’−(シクロヘキシリデン)ジフェノール(ビスフェノールZ)、4,4’−(シクロドデシリデン)ジフェノール、4,4’−(ビシクロ[2.2.1]ヘプチリデン)ジフェノール、4,4’−(9H−フルオレン−9,9−ジイル)ジフェノール、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)イソベンゾフラン−1(3H)−オン、1−(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチル−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−5−オール、1−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−1,3,3,4,6−ペンタメチル−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−5−オール、3,3,3’,3’−テトラメチル−2,2',3,3'−テトラヒドロ−1,1' −スピロビ[インデン]−5,6'−ジオール(スピロビインダン)、ジヒドロキシベンゾフェノン(ビスフェノール K)、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、トリス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、テトラキス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルホスフィンオキシド、ジシクロペンタジエニルビス(2,6−ジメチルフェノール)、ジシクロペンタジエニルビス(2−メチルフェノール)、およびジシクロペンタジエニルビスフェノールが挙げられる。
補助コモノマは、硬化性ビニルまたは硬化性不飽和官能基を備えたオリゴマまたはポリマであっても良い。このような物質としては、架橋可能な不飽和結合を持つオリゴマおよびポリマ、例えば、硬化性または不飽和のゴム、不飽和ポリエステル、またはビニルエステル樹脂、ポリエステル/エポキシ共重合体樹脂、不飽和エステルイミド樹脂、および硬化性シリコーン樹脂などが挙げられる。
硬化性ゴムとしては、ブタジエンに由来する不飽和結合を持つ、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、およびニトリルブタジエンゴム(NBR);イソプレンに由来する不飽和結合を持つ、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、およびハロゲン化ブチルゴム;ジシクロペンタジエン(DCPD)、エチリデンノルボルネン(ENB)、または1,4−ジヘキサジエン(1,4−HD)に由来する不飽和結合を持つエチレン−α−オレフィン共重合体エラストマー(即ち、エチレンとα−オレフィンとジエンとの共重合から得られたエチレン−α−オレフィン共重合体、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマ(EPDM)、エチレン−ブテン−ジエンターポリマ(EBDM)など)が挙げられる。
一部の実施例では、エチレン−ブテン−ジエンターポリマ(EBDM)を使用する。例としては更に、水素化ニトリルゴム、フルオロカーボンゴム(フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロペン共重合体、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロペン共重合体など)、エピクロロヒドリンホモポリマ(CO)、エピクロロヒドリンとエチレンオキシドから調製した共重合体ゴム(ECO)、エピクロロヒドリン−アリルグリシジル共重合体、プロピレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合体、プロピレンオキシド−エピクロロヒドリン−アリルグリシジルエーテルターポリマ、アクリルゴム(ACM)、ウレタンゴム(U)、シリコーンゴム(Q)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、ポリスルフィドゴム(T)、およびエチレンアクリルゴムが挙げられる。
硬化性ゴムのその他の例としては、様々な液状ゴム、例えば、様々な種類の液状ブタジエンゴム、および、アニオンリビング重合で調製した、1,2−ビニル結合を持つブタジエンポリマである、液状アタクチックブタジエンゴムが挙げられる。液状スチレンブタジエンゴム、液状ニトリルブタジエンゴム(宇部興産(株)製、CTBN、VTBN、ATBN)、液状クロロプレンゴム、液状ポリイソプレン、ジシクロペンタジエン型炭化水素ポリマ、およびポリノルボルネン(Elf Atochemより市販)も使用可能である。
硬化性ゴムの更にその他の例としては、ポリブタジエン樹脂が挙げられる。一般に、高い濃度の1,2−付加を含むポリブタジエンは、熱硬化性マトリックスとして好ましい。更に、Ricon Resins, Inc.より、RICON、RICACRYL、およびRICOBOND樹脂の商標名で市販されている、官能化ポリブタジエンおよびポリ(ブタジエン−スチレン)ランダム共重合体も挙げられる。これらには、ビニル含量の低いポリブタジエン(RICON 130、131、134、142など)と、ビニル含量の高いポリブタジエン(RICON 150、152、153、154、156、157、P30Dなど)の両方が含まれ、更に、スチレンとブタジエンとのランダム共重合体(RICON 100、181、184など)、および、無水マレイン酸グラフトポリブタジエンおよびそれから誘導したアルコール縮合物(RICON 130MA8、RICON MA13、RICON 130MA20、RICON 131MAS、RICON 131MA10、RICON MA17、RICON MA20、RICON 184MA6、RICON 156MA17など)が含まれる。接着性の向上に使用できるポリブタジエン(RICOBOND 1031、RICOBOND 1731、RICOBOND 2031、RICACRYL 3500、RICOBOND 1756、RICACRYL 3500など)も含まれ、ポリブタジエンRICON 104(25%ポリブタジエン/ヘプタン)、RICON 257(35%ポリブタジエン/スチレン)、およびRICON 257(35%ポリブタジエン/スチレン)も含まれる。(メタ)アクリル系官能化ポリブタジエン(ポリブタジエンジアクリラート、ポリブタジエンジメタクリラートなど)も含まれる。これらの物質は、RICACRYL 3100、RICACRYL 3500、およびRICACRYL 3801の商標名で市販されている。官能性ポリブタジエン誘導体の粉末分散物(例えば、RICON 150D、152D、153D、154D、P30D、RICOBOND 1731 HS、RICOBOND 1756 HSなど)も含まれる。その他のブタジエン樹脂としては、ポリ(ブタジエン−イソプレン)ブロックおよびランダム共重合体(3,000から5万原子質量単位の数平均分子量を持つものなど)、および、3,000から5万原子質量単位の数平均分子量を持つポリブタジエンホモポリマが挙げられる。更に、無水マレイン酸、2−ヒドロキシエチルマレイン酸で官能化された、またはヒドロキシル化官能基を持つ、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリブタジエン−イソプレン共重合体が挙げられる。
不飽和ポリエステルまたはビニルエステル樹脂は、一般に、少なくとも1つの多価アルコールと、少なくとも1つの多塩基酸(不飽和多塩基酸を含む)との反応によって得られる。このようなものとしては、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸およびシトラコン酸、クロロマレイン酸、二量体メタクリル酸、ナディック酸、テトラヒドロフタル酸、endo−メチレンテトラヒドロフタル酸、ヘキサクロロ−endo−メチレンテトラヒドロフタル酸、ハロゲン化フタル酸を用いた、不飽和ポリエステル樹脂またはビニルエステル樹脂、更に、不飽和エポキシアクリラート樹脂(アクリロイル基、メタクリロイル基、およびアリル基を含む)、ウレタンアクリラート樹脂、ポリエーテルアクリラート樹脂、ポリアルコールアクリラート樹脂、アルキドアクリラート樹脂、ポリエステルアクリラート樹脂、スピロアセタールアクリラート樹脂、ジアリルフタラート樹脂、ジアリルテトラブロモフタラート樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカルボナート樹脂、およびポリエチレンポリチオール樹脂が挙げられる。
しばしば、多官能飽和および芳香族酸を多塩基不飽和酸と併用して、エチレン不飽和基の密度を下げ、望ましい化学的および機械的特性とする。飽和および芳香族多塩基酸の例としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、エイコサン(eicoic)酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、更にこれらのエステルおよび無水物が挙げられる。望ましい芳香族多塩基酸としては、フタル酸、イソフタル酸、およびこれらのエステルおよび無水物が挙げられる。
多価アルコールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールA−アルキレンオキシド付加物、テトラブロモビスフェノールA−アルキレンオキシド付加物などが挙げられる。望ましい多価アルコールとしては、プロピレングリコールが挙げられる。不飽和ポリエステルはしばしば、アルケニル芳香族モノマを更に含んでいる組成物として市販されており、例えば、AshlandよりAshland Q6585として、また、Alpha Owens CorningよりAOC-XV2346として入手できる不飽和ポリエステル樹脂が挙げられる。
ポリエステル/エポキシ共重合体樹脂は、エステル官能性とエポキシ官能性の両方を備えている。代表的なポリエステル/エポキシ共重合体樹脂としては、米国特許第6,127,490号に記載のものが挙げられる。この参考文献では、まず、アルコールやグリコールなどのヒドロキシル含有化合物を加えてエステル化を促進しながら、マレイン酸をジシクロペンタジエンと反応させて、炭素数10の二環エステルを生成させた後、得られた中間体を、ビスフェノールAジグリシジルエーテルなどの多官能エポキシ化合物と反応させて、ポリエステル/エポキシ共重合体樹脂を調製する。その他の適当なポリエステル/エポキシ共重合体樹脂は、米国特許第4,703,338号に記載されている。ポリエステル/エポキシ樹脂と、スチレンやビニルトルエンなどのアルケニル芳香族化合物との組合せも使用できる。
本硬化性化合物は、不飽和エステルイミド樹脂を含むことができる。一般に、ポリエステルイミドの調製には、少なくとも1つの追加的なカルボン酸基を含む芳香族カルボン酸無水物と、少なくとも1つのα,β−エチレン型不飽和ジカルボン酸と、ジアミンおよびジオールおよび/またはエタノールアミンとの重縮合が含まれる。得られた化合物は、5員環のイミド環と、α,β−エチレン型不飽和ジカルボン酸エステルとを含んでいる。ポリエステルイミドの調製は、例えば、米国特許第4,273,917号、および、“Synthesis and Characterization of Novel Polyesterimides” J.-Y. Shieh, P.-H. Hsu, C.-S. Wang, J. Applied Polym. Sci., Vol. 94, pages 730-738 (2004) に記載されている。熱硬化性不飽和ポリエステルイミドは、von-Roll IsolaのDamisol 3309、およびAltana ChemieのDobeckan 2025などの、ビニルトルエンまたはスチレンに加えたものとして市販されている。
本硬化性化合物は、硬化性シリコーン樹脂を含むことができる。硬化性シリコーン樹脂は、重合性官能基を含むポリシロキサンである。例えば、硬化性シリコーンは、末端にシリル水素化物(silyl hydride)官能基を持つポリジアルキルシロキサンと、末端にビニルシラン官能基を持つポリジアルキルシロキサンを含んでいても良く、これらは、触媒を用いたヒドロシリル化反応によって重合することができる。このような組成物は、米国特許第4,029,629号、米国特許第4,041,010号、米国特許第4,061,609号、および米国特許第4,329,273号に記載されている。
多くの用途において、材料は様々な難燃性基準に適合することが求められている。必要な特性とするために、本硬化性組成物に難燃剤を加えることができる。
適当な難燃剤としては、臭素含有難燃剤、塩素含有難燃剤、リン含有難燃剤、窒素含有難燃剤、アンチモンの酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、またはこれらの組合せが挙げられる。
臭素含有難燃剤の代表例としては、臭素を含む有機化合物、例えば、テトラブロモビスフェノールA、トリブロモフェノール、ポリ(2,6−ジブロモ−1,4−フェニレンエーテル)、臭素化ポリスチレン、1,3,5−トリス(2,4,6−トリブロモフェノキシ)トリアジン、臭素化シクロドデカン、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、およびブロモジフェニルエーテルなどが挙げられる。上記の臭素含有難燃剤の中でも、ブロモジフェニルエーテルが最も望ましく、これは次の構造式で表される。
式中、pおよびqはそれぞれ独立して、(p+q)が4(または4を超える)から10(または10未満)となるという条件で、1から5の整数を表している。ブロモジフェニルエーテルの適当な例としては、テトラブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、およびデカブロモジフェニルエーテルが挙げられる。これらのブロモジフェニルエーテルは、個別に、または組み合わせて使用することができる。
臭素化難燃剤を使用する場合、臭素化難燃剤の臭素含量は、45%より大きい、有利には、60%より大きい、望ましくは、70%より大きいことが望ましい。難燃剤の臭素含量が大きいと、UL−94燃焼性が得られると同時に、高いPPE含量および最適な誘電特性を保つことができる。
更に、少なくとも2つのエチレン型不飽和二重結合を持つ難燃剤も使用できる。最終的な硬化したPPE樹脂組成物の耐薬品性の観点から、架橋性を持つこのような難燃剤の使用は有益である。架橋性を持つ難燃剤の望ましいとしては、テトラブロモビスフェノールAジアリルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジアクリラート、テトラブロモビスフェノールAジメタクリラート、テトラブロモビスフェノールAジ−2−アクリルオキシエチルエーテル、および、テトラブロモビスフェノールAジ(2−メタクリルオキシエチル)エーテルが挙げられる。
臭素化難燃剤の典型的な例としては更に、エチレンビス−テトラブロモフタルイミド、エチレンビス−ペンタブロモベンゼン、2,4,6−トリブロモフェノールアクリラート、トリブロモフェノールエトキシアクリラート、ビスフェノールAジエトキシラートジメタクリラート、トリブロモスチレン、ペンタブロモベンジルモノアクリラート、N−トリブロモフェニルマレイミド、ヘキサブロモベンゼン、および臭素化ポリスチレンが挙げられる(但し、これらに限定しない)。芳香族有機臭素化化合物が望ましく、その例は、デカブロモジフェニルエタン(CBr10)、4,4−ジブロモビフェニル(CBr)、および、エチレンビステトラブロモフタルイミドである。臭素含有難燃剤の代表例は、N1,N1−ジアリル−2−[2,6−ジブロモ−4−(2−{3,5−ジブロモ−4−[(ジアリルカルバモイル)メトキシ]フェニル}−1,1−ジメチルエチル)フェノキシ]アセトアミドである。
塩素含有難燃剤としては、塩素を含む有機化合物、例えば、塩素化ポリエチレン、塩素化パラフィンなどが挙げられる。
適当な難燃剤としては、次の構造式を持つリン塩が挙げられる。
式中、Md+は、金属イオンまたはオニウムイオンであり、dは、Mの種類とその酸化状態に応じて、1、2、3、または4であり、RおよびRは出現毎に独立して、C〜C18ヒドロカルビルであり、mおよびnは出現毎に独立して0または1である。文中で述べられている用語“ヒドロカルビル”は、単独で使用されていても、別の用語の接頭辞、接尾辞、または一部として使用されていても、炭素と水素だけを含む残基を指している。この残基は、脂肪族または芳香族、直鎖、環状、二環式、分枝、飽和、または不飽和であっても良い。更に、脂肪族、芳香族、直鎖、環状、二環式、分枝、飽和、および不飽和炭化水素基の組合せを含んでいても良い。ヒドロカルビル残基は、そのように述べられている場合でも、置換基残基の炭素および水素構成員の他に、ヘテロ原子を含んでいても良い。つまり、このようなヘテロ原子を含むと具体的に言及されている場合、ヒドロカルビルまたはヒドロカルビレン残基は、カルボニル基、アミノ基、ヒドロキシル基なども含んでいて良く、または、ヒドロカルビル残基の骨格内にヘテロ原子を含んでいても良い。一部の場合において、Md+は、オニウムイオンである。適当なオニウムイオンとしては、例えば、アンモニウム陽イオン(NH )、モノ(C〜C12)ヒドロカルビルアンモニウム陽イオン、ジ(C〜C12)ヒドロカルビルアンモニウム陽イオン、トリ(C〜C12)ヒドロカルビルアンモニウム陽イオン、テトラ(C〜C12)ヒドロカルビルアンモニウム陽イオン、ホスホニウム陽イオン(PH )、モノ(C〜C12)ヒドロカルビルホスホニウム陽イオン、ジ(C〜C12)ヒドロカルビルホスホニウム陽イオン、トリ(C〜C12)ヒドロカルビルホスホニウム陽イオン、テトラ(C〜C12)ヒドロカルビルホスホニウム陽イオン、スルホニウム陽イオン(SH )、モノ(C〜C12)ヒドロカルビルスルホニウム陽イオン、ジ(C〜C12)ヒドロカルビルスルホニウム陽イオン、トリ(C〜C12)ヒドロカルビルスルホニウム陽イオンなど、およびこれらの組合せが挙げられる。別の場合において、Md+は金属イオンである。適当な金属イオンとしては、例えば、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、アンチモン、スズ、ゲルマニウム、チタン、亜鉛、鉄、ジルコニウム、セリウム、ビスマス、ストロンチウム、マンガン、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのイオン、およびこれらの組合せが挙げられる。
有機リン酸エステル難燃剤の例としては、フェニル基、置換フェニル基、または、フェニル基と置換フェニル基との組合せを含むリン酸エステル、レゾルシノールを用いたビスアリールリン酸エステル、例えば、レゾルシノールビスジフェニルホスファートなど、更に、ビスフェノールを用いたもの、例えば、ビスフェノールAビスジフェニルホスファートなどが挙げられる(但し、これらに限定しない)。
ある実施形態において、難燃剤組成物は、ジアルキルホスフィン酸金属塩(metal dialkyl phosphinate)を含んでいる。文中で使用されている用語“ジアルキルホスフィン酸金属塩”は、少なくとも1つの金属陽イオンと少なくとも1つのジアルキルホスフィン酸陰イオンとを含む塩を指す。ジアルキルホスフィン酸金属塩は次の構造式を持つことができる。
式中、RおよびRはそれぞれ独立して、C〜Cアルキルであり、Mは、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、または亜鉛であり、dは2または3である。RおよびRの例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、およびフェニルが挙げられる。その他、一部の場合において、RおよびRはエチルであり、Mはアルミニウムであり、dは3である(つまり、ジアルキルホスフィン酸金属塩は、トリス(ジエチルホスフィン酸)アルミニウムである)。
ある実施形態において、有機リン酸エステルとしては、次の構造式のビスアリールリン酸エステルが挙げられる。
式中、R、R、およびRは独立して出現毎に、1から5個の炭素を含むアルキル基であり、R〜Rは独立して、1から10個の炭素を含むアルキル、アリール、アリールアルキル、またはアルキルアリール基であり、nは1から25の整数であり、s1およびs2は独立して0から2の整数である。一部の実施形態において、OR、OR、OR、およびORは独立して、フェノール、モノアルキルフェノール、ジアルキルフェノール、またはトリアルキルフェノールから誘導される。ビスアリールリン酸エステルをビスフェノールから誘導することは良く知られている。ビスフェノールの例としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(いわゆる、ビスフェノールA)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタンが挙げられる。ある例において、ビスフェノールはビスフェノールAを含んでいる。
ある実施形態において、本組成物は、窒素含有複素環塩基と、リン酸またはピロリン酸またはポリリン酸を含む、窒素含有難燃剤を含んでいる。一部の例において、窒素含有難燃剤は、次の構造式を持つ。
式中、gは、1から1万であり、fとgの比は0.5:1から1.7:1、詳細には0.7:1から1.3:1、より詳細には0.9:1から1.1:1である。この式には、1つ以上のプロトンがポリリン酸基からメラミン基へ移動している種が含まれる。gが1の場合、窒素含有難燃剤は、リン酸メラミン(CAS登録番号20208−95−1)である。gが2の場合、窒素含有難燃剤は、ピロリン酸メラミン(CAS登録番号15541−60-3)である。gが、平均して2より大きい場合、窒素含有難燃剤は、ポリリン酸メラミン(CAS登録番号56386−64−2)である。その他、一部の例において、窒素含有難燃剤は、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、またはこれらの組合せである。窒素含有難燃剤がポリリン酸メラミンである場合、gは、2超(greater than 2)から1万、詳細には5から1,000、より詳細には10から500の平均値を持つ。窒素含有難燃剤がポリリン酸メラミンである場合、gは、2超から500の平均値を持つ。
リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、およびポリリン酸メラミンの製造法は、当技術分野において公知であり、全て市販されている。例えば、ポリリン酸メラミンは、例えば、Kasowskiらの、米国特許第6,025,419号に述べられているように、ポリリン酸とメラミンを反応させることで、または、Jacobsonらの、国際公開第98/08898A1号に述べられているように、ピロリン酸メラミンを、窒素下、290℃で、恒量となるまで加熱することで製造できる。
本組成物は、トリヒドロカルビルホスフィン、トリヒドロカルビルホスフィンオキシド、およびこれらの組合せより選ばれるホスフィン化合物を含むことができる。ホスフィン化合物は、トリヒドロカルビルホスフィンであっても良い。トリヒドロカルビルホスフィンは、化学式PRを持つことができ、式中、R〜Rは、トリヒドロカルビルホスフィンが少なくとも6個の炭素原子を含むという条件で、出現毎に独立して、C〜C12ヒドロカルビルである。以下で述べる、トリヒドロカルビルホスフィンおよびトリヒドロカルビルホスフィンオキシドについて、ヒドロカルビル置換基は、炭素および水素の他に、ヒドロキシ置換基(例えば、ヒドロカルビル置換基は、4−ヒドロキシフェニルであっても良い)、またはエーテル酸素(例えば、ヒドロカルビル置換基は、4−フェノキシフェニルであっても良い)を含むことができる。適当なトリヒドロカルビルホスフィンとしては、例えば、トリフェニルホスフィン、アリルジフェニルホスフィン、ジアリルフェニルホスフィン、トリアリルホスフィン、ビス(1−ナフチル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(1−ナフチル)ホスフィン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィン、トリス(1−ナフチル)ホスフィン、トリス(2−ナフチル)ホスフィン、ビス(4−フェノキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−フェノキシフェニル)ホスフィン、トリス(4−フェノキシフェニル)ホスフィン、ビス(2,4,5−トリメチルフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(2,4,5−トリメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,4,5−トリメチルフェニル)ホスフィン、ビス(tert−ブチル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(tert−ブチル)ホスフィン、トリス(tert−ブチル)ホスフィンなど、およびこれらの組合せが挙げられる。
ホスフィン化合物は、トリヒドロカルビルホスフィンオキシドであっても良い。トリヒドロカルビルホスフィンオキシドは、化学式 O=PR を持つことができ、式中、R〜Rは、トリヒドロカルビルホスフィンオキシドが少なくとも6個の炭素原子を含むという条件で、それぞれ独立して、C〜C12ヒドロカルビルである。適当なトリヒドロカルビルホスフィンオキシドとしては、例えば、トリフェニルホスフィンオキシド、アリルジフェニルホスフィンオキシド、ジアリルフェニルホスフィンオキシド、トリアリルホスフィンオキシド、ビス(1−ナフチル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(1−ナフチル)ホスフィンオキシド、トリス(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、トリス(1−ナフチル)ホスフィンオキシド、トリス(2−ナフチル)ホスフィンオキシド、ビス(4−フェノキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−フェノキシフェニル)ホスフィンオキシド、トリス(4−フェノキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,5−トリメチルフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(2,4,5−トリメチルフェニル)ホスフィンオキシド、トリス(2,4,5−トリメチルフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(tert−ブチル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(4−ヒドロキシ-フェニル)(tert−ブチル)ホスフィンオキシド、トリス(tert−ブチル)ホスフィンオキシドなど、およびこれらの組合せが挙げられる。
本組成物は、リン塩およびホスフィン化合物の合計を100重量部(pbw)として、5から95pbwのリン塩を含むことができる。この範囲内で、リン塩量は、少なくとも10pbwまたは少なくとも20pbwとすることができる。更に、この範囲内で、リン塩量は、90質量%まで、または80質量%までとすることができる。
ある実施形態において、本組成物は、金属水酸化物を含むことができる。適当な金属水酸化物としては、難燃性を与えることのできる全てのものと、その組合せが挙げられる。金属水酸化物は、発火添加(fire additive)組成物および/または難燃性熱可塑性組成物を加工する際に実質的に分解しないものを選ぶことができる。実質的に分解しないとは、ここでは、難燃性添加組成物が望ましい程度の難燃性を発揮するのを妨げない、分解の量と定義する。金属水酸化物の例としては、水酸化マグネシウム(例えば、CAS番号1309−42−8)、水酸化アルミニウム(例えば、CAS番号21645−51−2)、水酸化コバルト(例えば、CAS番号21041−93−0)、および前述のものの2つ以上の組合せが挙げられる(但し、これらに限定しない)。一部の場合において、金属水酸化物は、10μm以下の平均粒径、および/または、90質量%以上の純度を持つ。一部の例では、金属水酸化物が実質的に水を含まない、即ち、120℃で1時間乾燥した際の質量損失が1質量%未満であることが望ましい。一部の例において、金属水酸化物は、例えば、ステアリン酸または他の脂肪酸でコーティングされていても良い。
難燃性材料の例としては、単独のアルミニウムトリス(ジエチルホスフィナート)、または、これを、トリフェニルホスフィンオキシド、アリルジフェニルホスフィンオキシド、およびこれらの組合せより選ばれるホスフィンオキシドと併用したものが挙げられる。適当なトリヒドロカルビルホスフィンオキシドとしては、例えば、トリフェニルホスフィンオキシド、アリルジフェニルホスフィンオキシド、ジアリルフェニルホスフィンオキシド、トリアリルホスフィンオキシド、ビス(1−ナフチル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(1−ナフチル)ホスフィンオキシド、トリス(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、トリス(1−ナフチル)ホスフィンオキシド、トリス(2−ナフチル)ホスフィンオキシド、ビス(4−フェノキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−フェノキシフェニル)ホスフィンオキシド、トリス(4−フェノキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,5−トリメチルフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(2,4,5−トリメチルフェニル)ホスフィンオキシド、トリス(2,4,5−トリメチルフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(tert−ブチル)(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)(tert−ブチル)ホスフィンオキシド、トリス(tert−ブチル)ホスフィンオキシド、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニルメチル)−10−ホスファフェナントレン−10−オキシドなど、およびこれらの組合せが挙げられる。
環境に優しい適当なFR成分には様々な種類があり、Al(OH)、Mg(OH)、リンおよび窒素含有化合物、更に、リンを含むフェナントレン−10−オキシドが挙げられる。具体例は、分子中にハロゲン原子を含まないリン化合物、即ち、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニルメチル)−10−ホスファフェナントレン−10−オキシドなどである。更に、窒化ホウ素(ゴム中のエポキシ(for epoxy with rubber))、リン含有ポリエステルポリオール、多環式(condensed type)のリン酸エステル化合物、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジンおよびリン酸グアニル尿素、ホスファゼン系化合物、およびトリス(2−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシドであっても良い。市販のリン酸エステルおよびホスファゼン化合物も、加える種類の(added type)リン化合物として使用できる。リン酸エステルは、芳香族多環(aromatic condensed)リン酸エステルであっても良く、リン酸トリフェニル、クレジル、および、ジ−2,6−キシレニルホスファートが使用できる。リン酸エステルの中でも、芳香族多環リン酸エステルとして、1,3−フェニレンビス(ジキシレニルホスファート)、1,3−フェニレンビス(ジフェニルホスファート)などが使用できる。ホスファゼン化合物としては、フェノキシホスファゼンオリゴマ、フェノキシトリルオキシホスファゼンオリゴマ、メトキシフェノキシホスファゼンオリゴマなどが使用できる。上記のリン化合物の中でも、溶媒に対する溶解性と耐加水分解性から、フェノキシホスファゼンオリゴマおよびメトキシフェノキシホスファゼンオリゴマが望ましい。
ある実施形態において、本組成物は、有機リン酸エステル、ジアルキルホスフィン酸金属塩、窒素含有難燃剤、金属水酸化物、およびこれらの組合せから成る群より選ばれる難燃剤を含んでいる。難燃剤が、電子材料を適用する工程の際に用いる温度で適度に安定であるならば、使用できる難燃剤の種類について特に制限はない。難燃剤の例としては、メラミン(CAS番号108−78−1)、シアヌル酸メラミン(CAS番号37640−57−6)、リン酸メラミン(CAS番号20208−95−1)、ピロリン酸メラミン(CAS番号15541−60−3)、ポリリン酸メラミン(CAS番号218768−84−4)、メラム(melam)、メレム(melem)、メロン(melon)、ホウ酸亜鉛(CAS番号1332−07−6)、リン酸ホウ素、赤リン(CAS番号7723−14−0)、有機リン酸エステル、リン酸一アンモニウム(CAS番号7722−76−1)、リン酸二アンモニウム(CAS番号7783−28−0)、ホスホン酸アルキル(CAS番号78−38−6および78−40−0)、ジアルキルホスフィン酸金属塩、ポリリン酸アンモニウム(CAS番号68333−79−9)、低融点ガラス、および前述の難燃剤の2つ以上の組合せが挙げられる。一部の例において、有機リン酸エステルは、リン酸トリス(アルキルフェニル)(例えば、CAS番号89492−23−9またはCAS番号78−33−1)、レゾルシノールビスジフェニルホスファート(例えば、CAS番号57583−54−7)、ビスフェノールAビスジフェニルホスファート(例えば、CAS番号181028−79−5)、リン酸トリフェニル(例えば、CAS番号115−86−6)、リン酸トリス(イソプロピルフェニル)(例えば、CAS番号68937−41−7)、および前述の有機リン酸エステルの2つ以上の組合せより選ばれる。
その他、いくつかの難燃剤としては、デカブロモジフェニルエタン、デカブロモジフェニルエーテル(AFR1021、旭硝子(株)より製造販売)、臭素化エポキシ化合物、非反応性有機臭素化化合物(例えば、Saytex8010、SR-245、およびペンタブロモジフェニルエーテル)、トリフェニルホスフィン、難燃助剤として、Sb(PATOX-M、日本精鉱(株)より製造販売)、リン化合物として、ケミプロ化成(株)の“KD-302S”(フェノキシトリルオキシホスファゼン)、および、大八化学工業(株)製の製品“PX-200”(芳香族リン酸エステル)、更に、Mg(OH)(水酸化マグネシウム)として、0.9μmの平均粒径を持つ製品、水酸化アルミニウムとして、住友化学(株)製の“CL303”(平均粒径3μm)が挙げられる。
本硬化性組成物は、無機充填剤を含むことができる。適当な無機充填剤としては、例えば、アルミナ、シリカ(融解石英、結晶シリカなど)、窒化ホウ素(球状窒化ホウ素など)、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、マグネシア、ケイ酸マグネシウム、ガラス繊維、ガラスマット、およびこれらの組合せが挙げられる。適当なガラス繊維としては、E、A、C、ECR、R、S、D、およびNEガラス、更に、石英を用いたものが挙げられる。ガラス繊維は、2から30μm、詳細には5から25μm、より詳細には5から15μmの直径を持つことができる。配合前のガラス繊維の長さは、2から7mm、詳細には1.5から5mmとすることができる。または、より長いガラス繊維または連続するガラス繊維を使用しても良い。ガラス繊維は、必要に応じて、ポリ(アリーレンエーテル)、補助コモノマ、またはその両方との適合性を高めるため、接着促進剤を含んでいても良い。接着促進剤としては、クロム錯体、シラン、チタナート、ジルコン−アルミナート、プロピレン−無水マレイン酸共重合体、反応性セルロースエステルなどが挙げられる。適当なガラス繊維は、例えば、Owens Corning、日本電気硝子、PPG、Johns Manville などの供給業者から市販されている。
適当な充填剤としては、融解石英粉末、ヒュームドシリカ、球状シリカ、チオ尿素、Al、滑石、カオリン、粘土(ケイ酸アルミニウム)、三酸化アンチモン、ガラス繊維(破砕、粉砕、および布)、ガラスバブル、中空ガラス微小球、アラミド繊維、および石英が挙げられる。無機充填剤は、SiO、Al、MgO、SiO、BN、AlN、およびSiから選んだ少なくとも1つであることが望ましい。こうすると、半導体パッケージに必要な、適当な熱膨張率と熱伝導率を得ることができる。Al、BN、およびAlNを使用すると、熱伝導率の高いモジュールが得られる。MgOを用いると、好ましい熱伝導率が得られ、熱膨張率を大きくすることができる。SiO(特に、非晶質SiO)を使用すると、熱膨張率が小さく、誘電率の小さい軽量モジュールを得ることができる。無機粉末としては、二酸化チタン系セラミックス、チタン酸バリウム系セラミックス、チタン酸鉛系セラミックス、チタン酸ストロンチウム系セラミックス、チタン酸カルシウム系セラミックス、チタン酸ビスマス系セラミックス、チタン酸マグネシウム系セラミックス、および、ジルコン酸鉛系セラミックスから成る群より選ばれる、少なくとも1種類のセラミックスが挙げられる。
充填剤の例としては、無機絶縁性充填剤(商標名:焼成タルク、平均粒径0.4μm、日本タルク(株)製)、Al 90質量%(AS-40、球状12μm、昭和電工(株)製)、水酸化アルミニウム(住友化学の無機充填剤)、グラシネスバルーン(Glassiness balloon)(東芝Ballotini製、“HSC-110”)、水酸化マグネシウム(協和化学工業製)、ADOMA textile companyによる商標名、“ADOMA fine SO-25R”(平均粒径0.6μm)を使用しているシリカ粉末物、ADOMA textile companyによる商標名、“ADOMA fine SO-25R”(平均粒径0.6μm)を使用しているシリカ粉末物、富士チタン工業(株)による、ロット番号TR-840を使用している二酸化チタン、平均粒径0.3μmの二酸化チタン(富士チタン工業(株)製、商標名TR-840)が挙げられる。
無機充填剤を使用する場合、本硬化性組成物は、開示の高熱、高純度化合物と、硬化促進剤と、補助コモノマとの合計を100pbwとして、2から900pbwの無機充填剤を含むことができる。一部の実施形態において、本硬化性組成物は、高熱、高純度化合物と、硬化促進剤と、補助コモノマの合計を100pbwとして、100から900pbwの無機充填剤、詳細には200から800pbwの無機充填剤、より詳細には300から700pbwの無機充填剤を含んでいる。一部の実施形態において、本硬化性組成物は、開示の化合物と硬化促進剤と補助コモノマの合計を100pbwとして、50pbw未満の無機充填剤、30pbw未満の無機充填剤、または10pbw未満の無機充填剤を含んでいる。一部の実施形態において、本硬化性組成物は、無機充填剤を実質的に含まなくても良い(つまり、本組成物は、開示の化合物と硬化促進剤と補助コモノマを100pbwとして、0.1質量%未満の、添加した無機充填剤を含むことができる)。
本硬化性組成物は、無機充填剤と繊維処理剤を含むことができる。処理剤の例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(360.50部(78.08質量%)の融解石英粉末を、2.13部(0.46質量%)のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランで処理して得られた粉末)、およびγ−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。カップリング剤は、0.3質量%(味の素(株)製、試剤“46B”)とすることができる。表面処理に使用するシランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらは、単独で使用しても、一緒に使用しても良い。
表面処理を行う際に使用するシランカップリング剤の量に特に制限はなく、望ましくは原料の滑石100質量部に対して0.5から5.0質量部、より望ましくは0.3から10重量部である。使用するシランカップリング剤の量が多すぎると、エポキシ樹脂組成物に積層で圧力をかけた後の耐熱性が低下するおそれがある。一方、使用するシランカップリング剤の量が少なすぎると、エポキシ樹脂組成物に積層で圧力をかけた際に、樹脂に条痕が生じるおそれがある。
本硬化性組成物はゴムを含むことができる。ゴムの例としては、カルボキシル末端化ブタジエンアクリロニトリル液状ポリマ(CTBN)、フェノール末端化ブタジエンアクリロニトリル液状ポリマ(PTBN)、第二級アミン末端化ブタジエンアクリロニトリル液状ポリマ(ATBN)、ヒドロキシル末端化ブタジエンアクリロニトリル液状ポリマ(HTBN)、カルボキシル末端化ブタジエン液状ポリマ(CTB)、更に、次のようなKRATON型のポリマ、即ち、ブロック共重合体、SBSゴム(スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体)、SEPゴム(スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体)、SEBSゴム(スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体)、および、液状ポリオレフィン炭化水素が挙げられる。ブタジエン−アクリロニトリル共重合ゴム(日本合成ゴム(株)製、“N220”、結合アクリロニトリル量は41質量%)、ポリビニルアセタール樹脂(電気化学工業(株)製、“6000AS”、アセタール化量は91%)、エラストマー SBS(旭化成(株)製、商標名タフプレンA)またはNBR(宇部興産(株)製、商標名 CTBN)、スチレン−ブタジエン共重合体(SBS)(旭化成工業(株)製、商標名アサプレン)も使用できる。
本硬化性組成物は溶媒を含むことができる。適当な溶媒としては、例えば、C〜Cケトン、C〜CN,N−ジアルキルアミド、C〜C16ジアルキルエーテル、C〜C12芳香族炭化水素、C〜C塩素化炭化水素、C〜Cアルカン酸アルキル、C〜Cシアン化アルキル、またはこれらの組合せが挙げられる。炭素数の範囲は、溶媒分子中の炭素原子の総数を指している。例えば、C〜C16ジアルキルエーテルは、合計で4から16個の炭素原子を含み、2つのアルキル基は同じでも異なっていても良い。別の例として、“C〜Cシアン化アルキル”の2から6個の炭素には、シアン化物基中の炭素原子も含まれている。具体的なケトン溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびこれらの組合せが挙げられる。具体的な、C〜CN,N−ジアルキルアミド溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(ケミカルアブストラクトサービス登録番号872−50−4)など、およびこれらの組合せが挙げられる。具体的なジアルキルエーテル溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジオキサンなど、およびこれらの組合せが挙げられる。一部の実施形態において、C〜C16ジアルキルエーテルには、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテルも含まれる。一部の実施形態において、C〜C16ジアルキルエーテルは非環式である。ジアルキルエーテルは、必要に応じて、アルキル基中に1つ以上のエーテル酸素原子を、また、アルキル基上に1つ以上のヒドロキシ基置換基を更に含んでいても良い。芳香族炭化水素溶媒は、必要に応じて、エチレン系不飽和溶媒を含んでいても良い。具体的な芳香族炭化水素溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなど、およびこれらの組合せが挙げられる。芳香族炭化水素溶媒は、望ましくはハロゲン化されていない。つまり、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素原子のいずれも含まない。具体的なC〜Cアルカン酸アルキルとしては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなど、およびこれらの組合せが挙げられる。具体的なC〜Cシアン化アルキルとしては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、およびこれらの組合せが挙げられる。一部の例において、溶媒はアセトンである。ある実施形態において、溶媒はメチルエチルケトンである。ある実施形態において、溶媒はメチルイソブチルケトンである。ある実施形態において、溶媒はN−メチル−2−ピロリドンである。ある実施形態において、溶媒はエチレングリコールモノメチルエーテルである。例としては、例えば、メチルエチルケトン(MEK)、トルエン、MEK、およびDMFが挙げられる。
溶媒を用いる場合、本硬化性組成物は、開示の高熱、高純度化合物と、硬化促進剤と、補助コモノマとの合計を100pbwとして、2から100pbwの溶媒を含むことができる。詳細には、溶媒量は、開示の化合物と硬化促進剤と補助コモノマとの合計を100pbwとして、5から80pbw、詳細には10から60pbw、より詳細には20から40pbwとすることができる。溶媒は、ひとつには、本硬化性組成物の粘度を調節するために選ぶことができる。つまり、溶媒量は、開示化合物の種類と量、硬化促進剤の種類と量、補助コモノマの種類と量、強化用構造体に本硬化性組成物を含浸する際に使用する処理温度などの変数に応じて変えることができる。
本硬化性組成物は、1つ以上の追加的な添加剤を含んでいても良い。適当な追加的添加剤としては、例えば、染料、顔料、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、可塑剤、滑剤、流動性改良剤、ドリップ遅延剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、流動性促進剤、加工助剤、基板接着剤、離型剤、強化剤、低プロフィール添加剤、応力緩和添加剤、およびこれらの組合せが挙げられる。追加的添加剤の例としては、例えば、テトラフルオロエチレン樹脂、天然カルナウバ、6,6’−(スルホニル)ビス(3,4−ジヒドロ−3−フェニル−2H−1,3−ベンゾオキサジン)、およびかご型シルセスキオキサン(POSS)系成分などが挙げられる。
本硬化性組成物に様々な処理を行って、組成物を硬化させることができる(例えば、開示の化合物および/または補助コモノマの反応を、有機過酸化物などの硬化促進剤で開始する)。本組成物を硬化させる方法に特に制限はない。本組成物は、例えば、熱によって、または、照射技術(UV照射、電子線照射など)を用いて硬化させることができる。熱硬化を用いる場合、80℃から300℃、望ましくは120℃から240℃の温度を選択できる。加熱時間は、1分から10時間とすることができるが、この加熱時間は、1分から6時間、より望ましくは3時間から5時間であると有益と考えられる。このような硬化は、部分的に硬化させて、しばしば非粘着性の樹脂を作り、次に、より長い時間、または前述の範囲内の温度に加熱して、完全に硬化させるように行うことができる。
開示の化合物および組成物(例えば、硬化性組成物、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂)は、これまでの高熱組成物および化合物が現在使われている全ての用途を含む、様々な用途および物品に使用することができる。用途および応用の例としては、コーティング(保護コーティング、シーラント、耐候性コーティング、傷防止コーティング、電気絶縁性コーティングなど)、接着剤、結合剤、のり、複合材料(炭素繊維およびガラス繊維強化材などを用いたもの)が挙げられる。コーティングとして使用する場合、開示の化合物および組成物は、様々な基材の表面に塗布することができる。例えば、本組成物は、金属、プラスチック、ガラス、繊維サイズ剤、セラミックス、石材、木材、またはこれらの任意の組合せの表面に塗布することができる。開示の組成物は、塗料および表面被覆産業において、包装および容器などに一般的に使われている金属容器表面のコーティングとして使用できる。一部の例において、被覆する金属は、アルミニウムまたはスチールである。
開示の硬化性組成物を用いて製造できる物品としては、例えば、電気部品およびコンピュータ部品が挙げられる。開示の硬化性組成物を用いて製造できる物品としては、例えば、自動車、航空機、および船舶の外装および内装部品が挙げられる。ある実施形態において、開示の硬化性組成物は、航空宇宙産業に使われる複合材料の製造に使用される。
ある実施形態において、物品は、開示の化合物と、硬化促進剤と、必要に応じて補助ビニルコモノマと、必要に応じて1つ以上の追加的添加剤とを含む、硬化性組成物を硬化して得られた硬化組成物を含んでいる。本硬化性組成物は、プリント配線板に用いられる複合材料の製造に使用できる。プリント配線板用複合材料の製造法は当技術分野で公知であり、例えば、Weberの、米国特許第5,622,588号、Prinzの、米国特許第5,582,872号、および、Braidwoodの、米国特許第7,655,278号に記載されている。
硬化性組成物のその他の用途としては、例えば、酸浴槽;中和槽;航空機部品;橋桁;橋の敷板;電解槽;排気筒;スクラバ;スポーツ用具;階段;歩道;自動車外装用パネル(フードおよびトランクの蓋など);フロアパン;エアスクープ;パイプおよびダクト(ヒータダクトなど);工業用ファン、ファンハウジング、および送風機;工業用ミキサ;船郭および甲板;海上ターミナル用防舷材;タイルおよびコーティング;建築用パネル;事務機のハウジング;トレー(ケーブルトレーなど);コンクリート改質剤;食器洗浄機および冷蔵・冷凍装置部品;電気封入材料;電気パネル;タンク(電気精錬槽、軟水装置タンク、燃料タンク、および様々なフィラメント巻き線タンクおよびタンクライニングなど);家具;ガレージドア;格子;防護服;旅行鞄;屋外用自動車;圧力タンク;プリント配線板;光導波路;レードーム;レーリング;鉄道部品(タンク車など);ホッパ車カバー;自動車ドア;トラック荷台のライナ;衛星放送受信アンテナ;標識;太陽エネルギパネル;電話機開閉装置ハウジング;トラクタ部品;変圧器カバー;トラック部品(フェンダー、フード、車体、運転台、荷台など);回転機械用絶縁材(対地絶縁材、ターン絶縁材、相分離絶縁材など);整流子;心線絶縁材およびコードおよびレーシングテープ;ドライブシャフト連結器;プロペラ羽根;ミサイル部品;ロケットモータケース;翼セクション;サッカーロッド;胴体セクション;翼の外皮およびフレアリング;エンジンナセル;貨物口;テニスラケット;ゴルフクラブシャフト;釣り竿;スキーおよびスキーストック;自転車部品;横向リーフスプリング;ポンプ(自動車スモッグポンプなど);電気部品、包埋材、およびツーリング(電気ケーブルジョイントなど);巻き線および密集型多要素組み立て品;電気機械装置のシーリング;バッテリケース;抵抗器;ヒューズおよび熱的遮断装置;プリント配線板用コーティング;鋳造品(コンデンサ、変圧器、クランクケースヒータなど);小型成形電子部品(コイル、コンデンサ、抵抗器、半導体など);化学処理、パルプおよび紙、発電、および排水処理における、スチール製品の代替品;スクラブ塔;構造用引抜成形部品(構造部材、格子、安全柵など);スイミングプール、スイミングプール滑り台、温水浴槽、およびサウナ;ボンネット内用ドライブシャフト;コピー機用ドライトナー樹脂;海洋用ツーリングおよび複合材料;遮熱材;潜水艦船体;原型製造;実験モデルの開発;ラミネートトリム;穿孔用治具;接着治具;検査用固定具;工業用金属成形型;航空機ストレッチブロックおよびハンマフォーム;真空成形用具;床張り材(製造および組み立て区域、クリーンルーム、機械工場、制御室、実験室、駐車場、冷凍室、冷蔵室、屋外載積場などの床張り材);帯電防止用導電性組成物;装飾用床張り材;橋用エクスパンションジョイント;構造用コンクリート中の亀裂をパッチおよび補修するための注入用モルタル;タイル用グラウト;機械レール;金属だぼ;ボルトおよび柱;石油および燃料貯蔵タンクの補修材、およびその他多くの用途が挙げられる。
複合材料の製造法は、強化用構造体に硬化性組成物を含浸させる工程と、硬化性組成物を部分的に硬化させてプリプレグを製造する工程と、複数枚のプリプレグを積層する工程と、を含むことができ、硬化性組成物は、開示の化合物と、硬化促進剤と、必要に応じて補助コモノマと、必要に応じて1つ以上の追加的添加剤とを含んでいる。
プリプレグの製造に適した強化用構造体は当技術分野において公知である。適当な強化用構造体として、強化用繊維が挙げられる。強化用繊維としては、2または3次元の、三つ編み(braided)、編み(knitteed)、織り(woven)、およびフィラメント巻などの、複雑な構造を持つものが挙げられる。本硬化性組成物はこのような複雑な強化用構造体に浸透させることができる。強化用構造体は、プラスチック材料の強化において知られている素材から成る繊維、例えば、炭素、ガラス、金属、および芳香族ポリアミドの繊維を含むことができる。適当な強化用構造体は、例えば、著者不明(Hexcel Corporation),“Prepreg Technology”, March 2005, Publication No. FGU 017b、著者不明(Hexcel Corporation),“Advanced Fibre Reinforced Matrix Products for Direct Processes”, June 2005, Publication No. ITA 272、および、Bob Griffiths, “Farnborough Airshow Report 2006”, CompositesWorld.com, September 2006 に述べられている。強化用構造体の重量と厚さは、繊維強化樹脂複合材料の製造に精通した者に良く知られている基準を用いて、この複合材料の使用目的に従って選択する。強化された構造体は、開示のマトリックスに適した様々な仕上げ剤を含むことができる。
複合材料の製造法は、強化用構造体に本硬化性組成物を含浸させた後、それを部分的に硬化させる工程を含む。部分硬化では、硬化性組成物の濡れおよび粘着性が低下または消失する程度に硬化させるが、組成物が完全に硬化するほどには硬化させない。プリプレグ中の樹脂は、通例、部分硬化した状態にあり、熱硬化性樹脂の技術、特に、強化複合材料技術の当業者ならば、部分硬化の概念と、樹脂を部分硬化する条件を、必要以上に実験を行わずにどのように決めるかを理解している。ここで言う“硬化組成物”の特性は、ほぼ完全に硬化した組成物を指している。例えば、プリプレグから製造した積層品中の樹脂は、典型的に、ほぼ完全に硬化している。熱硬化性樹脂技術の当業者ならば、試料が部分的に硬化しているか、ほぼ完全に硬化しているかを、過度に実験を行わずに判断できる。例えば、示差走査熱量測定法で試料を分析して、分析の間に追加的な硬化が起きていることを示す発熱を調べることができる。部分硬化した試料は発熱を示すと考えられる。ほぼ完全に硬化した試料は、ほんの僅かしか発熱を示さず、または発熱を示さないと考えられる。部分硬化は、硬化性組成物を含浸させた強化用構造体を、133から140℃の温度に4から10分間置くことで行える。
工業規模の複合材料製造法は当技術分野で周知であり、本件に記載の硬化性組成物は、既存の方法および装置に容易に適用可能である。例えば、プリプレグはしばしば、含浸乾燥装置で製造される。含浸乾燥装置の主要要素には、フィーダローラ、樹脂含浸槽、トリータオーブン、およびレシーバローラが含まれる。強化用構造体(例えば、Eガラス)は通常、大型スプールに巻かれている。次に、このスプールをフィーダローラに載せ、ローラを回転させて強化用構造体をゆっくりと送り出す。次に、強化用構造体を、硬化性組成物を入れた樹脂含浸槽中を移動させる。ニスが強化用構造体に浸透する。槽から取り出した後、被覆した強化用構造体を、一般に175から200℃の温度とした、垂直のトリータオーブン中を上向きに移動させ、ニスの溶媒を蒸発除去する。このとき、樹脂の重合が始まる。塔から出て来た時の複合材料は、ウェブが濡れない程度に、または粘着しない程度には硬化されている。しかし、積層品を製造する際に更に硬化が起こるよう、この硬化工程を、完全に硬化する手前で止める。次に、ウェブは、プリプレグをレシーバロールに巻く。
上記の硬化法は熱硬化によるものであるが、紫外線、電子ビームなどの放射線で硬化を行うことも可能である。熱硬化と放射線硬化を併用しても良い。
ある実施形態において、強化用構造体に硬化性組成物を含浸させる工程と、硬化性組成物を部分硬化させてプリプレグを作る工程と、複数枚のプリプレグを積層する工程と、を含む方法で複合材料を製造し、硬化性組成物は、開示の化合物と、硬化促進剤と、必要に応じて補助コモノマと、必要に応じて1つ以上の追加的添加剤とを含んでいる。
ある実施形態において、プリント配線板は、強化用構造体に硬化性組成物を含浸させる工程と、硬化性組成物を部分硬化させてプリプレグを作る工程と、複数枚のプリプレグを積層する工程と、を含む方法で製造した複合材料を含み、硬化性組成物は、開示の化合物と、硬化促進剤と、必要に応じて補助コモノマと、必要に応じて1つ以上の追加的添加剤とを含んでいる。
物品および材料の製造に有用な方法としては、熱硬化性樹脂の加工に関する技術において一般的に知られている方法が挙げられる。このような方法は、例えば、Engineered Materials Handbook, Volume 1, Composites, ASM International Metals Park, Ohio, copyright 1987 Cyril A. Dostal Senior Ed, pp. 105-168 and 497-533、および“Polyesters and Their Applications” by Bjorksten Research Laboratories, Johan Bjorksten (pres.) Henry Tovey (Ch. Lit. Ass.), Betty Harker (Ad. Ass.), James Henning (Ad. Ass.), Reinhold Publishing Corporation, New York, 1956 などの文献に記載されている。加工技術としては、レジントランスファ成形、シート成形、バルク成形、引抜成形、射出成形(反応射出成形(RIM)など)、大気圧成型(APM)、鋳造(遠心および静的鋳造、開放鋳型鋳造など)、積層(湿式または乾式積層、スプレー積層など)、更に、接触成形(円筒状接触成形など)、圧縮成形(真空補助レジントランスファ成形、化学補助レジントランスファ成形など)、マッチドダイ成形、オートクレーブ硬化、空気中での熱硬化、減圧バギング、引抜成形、Seemanの複合材料樹脂注入成形法(SCRIMP)、樹脂とガラスを連続的に組合せるオープン成形、フィラメントワインディング(円筒状フィラメントワインディングなど)が挙げられる。ある実施形態では、レジントランスファ成形法によって、開示の硬化性組成物から物品を製造することができる。
走査型電子顕微鏡(SEM)用の試料は、適当な大きさに切り、ミクロトームで分析用の新しい平面を作り、トルエン中、23℃で15秒間エッチングすることができる。次に、試料を金で覆うことができる。Carl Zeiss AG-EVO(登録商標)40シリーズの走査型電子顕微鏡を用いて試料を調べることができる。測定条件は、SEMモード、プローブ電流40ピコアンプ、HV(高真空)、加速電圧20キロボルトとして良い。
誘電率および散逸率(dissipation factor)は、IPC−TM−650 2.5.5.9に従い、23℃で測定することができる。試験前に、試料を、23℃、相対湿度50%で最低24時間、状態調節した。測定セルは、幅27.5cm、高さ9.5cm、深さ20.5cmの、Hewlett-Packard Impedance Material Analyzer Model 4291B であっても良い。電極は、直径7mmの Hewlett-Packard Model 16453A であっても良い。電気容量法を用い、誘電材料にDC電圧を印加した際の周波数範囲を掃引して、測定を行うことができる。印加電圧は、1メガヘルツから1ギガヘルツの周波数範囲で、0.2ミリボルトから1ボルトとすることができる。100メガヘルツ、500メガヘルツ、および1000メガヘルツ(1ギガヘルツ)の周波数における誘電率(D、比誘電率)および損失正接(D、散逸率)の値を記録することができる。
ノッチなしアイゾット衝撃強さ(ジュール/メートル(J/m)で表示)は、ASTM D 4812−2006,“Standard Test Method for Unnotched Cantilever Beam Impact Strength of Plastics”に従い、2フィートポンドのハンマエネルギを用いて、23℃で測定することができる。報告値は、組成物毎に5個の試料の平均を反映させることができる。
NMR 方法A:合成生成物の化学構造は、Agilent DD2 600 Megahertz H−NMR分光計を用いた、プロトン核磁気共鳴(H−NMR)分光法で決定した。
DSC 方法A:融点およびTgは、TA Instruments 2920 M-DSで測定した。窒素雰囲気中、20℃/分の加熱速度で30から250℃の範囲を熱スキャンすることができる。
NMR 方法B:化学構造は、Mercury Plus 400 Megahertz H−NMR分光計を用いた、プロトン核磁気共鳴(H−NMR)分光法で決定した。
DSC 方法B:融点およびTgは、ロボティック(Robotic)、RCユニット、データステーション、およびソフトウェアを備えた、TA Instruments製のDiscovery DSC分析装置で測定した。窒素雰囲気中、20℃/分の加熱速度で40から300℃の範囲を熱スキャンする。試料を40℃まで冷やし、20℃/分で300℃まで第2熱スキャンを行って、全ての転移を検出した。
DSC 方法C:モノマの試料をDSCパンに入れ、温度を、20℃/分で、40から350℃まで上げた。試料を40℃まで冷やし、20℃/分で350℃まで第2熱スキャンを行って、全ての転移を検出した。
ビニルベンジル官能性化合物の調製(実施例1および2)に用いた手順は、V. Percec and J. H. Wang,“ω-(Vinyl Benzyl Eter) Macromonomer of Poly(2,6-Dimethyl-1,4-Phenylene Oxide)”Macromolecular Synthesis, 1992, 11, 105-111 の手順を修正したものである。
[実施例1:ビス(4−ビニルベンジル)SBIBP(SBIBP−4VB)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口と熱電対プローブとを取り付けた3リットルの4つ口丸底フラスコに、窒素をパージしながら、1.5リットルのトルエンと、225gのSBIBP(0.7305モル)と、275gの4−VBC(1.8019モル)と、4mLのADOGEN 464とを加えた。135gの50% NaOH水溶液(1.6875モル)を加え、この混合物を80℃まで加熱した。3時間後に採取した試料は、反応が98%以上終了していることを示した。混合物を更に2時間撹拌後、室温まで冷やした。冷えるにつれ、物質が沈殿し始めた。ロータリエバポレータを用いて、混合物を濃縮した。冷えるにつれ、濃縮したトルエン溶液から物質が沈殿した。濾過して固体を取り出した。風乾した沈殿物を2リットルの熱水(70〜85℃)に加えてスラリとした。濾過して固体を取り出し、クロロホルムに溶解した。クロロホルム溶液を、脱イオン水、5%塩酸、更に2回、脱イオン水で洗浄した。クロロホルムを蒸発させ、トルエンから固体を析出させて、332gの標記化合物を得た(収率81.7%)。NMRスペクトルは、ビニルベンジルによる末端フェノール基の置換に一致した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は205℃であった。
[実施例2:ビス(3/4−ビニルベンジル)SBIBP(SBIBP−3/4VB)の合成]
実施例1の手順に従って、1.5リットルのトルエンと、225gのSBIBP(0.7305モル)と、275gの3/4−VBC(1.8019モル)と、4mLのADOGEN 464と、135gの50% NaOH水溶液(1.6875モル)から、345gの標記化合物を得た(収率87.5%)。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は136℃であった。
実施例3〜6では、アルコキシル化モノマを作った。この手順は、Jeolおよび共働者の、ポリフェニレンエーテルのエトキシル化法: S. Jeol,ほか、Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, 2008, 46, 3985-3991 の手順を修正したものである。
[実施例3:エトキシル化SBIBP(SBIBP−EC)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口と熱電対プローブとを取り付けた3リットルの4つ口丸底フラスコに、窒素をパージしながら、1000gのDMIと、300gの炭酸エチレン(3.407モル)と、400gのSBIBP(1.299モル)とを加えた。混合物を140℃まで加熱した。混合物が均質になったら、425g(3.075モル)の、粉末化無水炭酸カリウムを加えた(6時間後の試料のNMR分析から、反応は終了し、生成物の90%は、フェノール基がフェノキシエタノール基に変わった、2−ヒドロキシエチル官能化SBIPBであり、生成物の10%は、1つのフェノール基と、1つのフェノキシエタノール基と、1つのフェノキシエトキシエタノール基を持つものであることが分かった)。撹拌しながら反応物を冷やした。100℃を下回ったら撹拌を止め、フラスコの底に塩を沈殿させた。15〜20時間後、溶液を、撹拌している約4Lの脱イオン水の中へデカンテーションして、塩を分けた。水をデカンテーションした。有機層を、1リットルの熱水(80〜90℃)で2時間、スラリとした。有機層を取り出し、空気中で1晩乾燥させた後、真空中、100℃で1晩乾燥させた。乾燥した標記化合物の重量は、440gであった(収率85.6%)。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は141℃であった。
[実施例4:エトキシル化SBIBP(SBIBP−PC)の合成]
実施例3の手順に従うが、炭酸エチレンを炭酸プロピレンに代え、1000gのDMIと、350gの炭酸プロピレン(3.428モル)と、400gのSBIBP(1.299モル)と、425g(3.075モル)の粉末化無水炭酸カリウムから、483gの標記化合物を得た(収率87.7%)。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は188℃であった。NMR分析から、反応は終了し、2つの異性体(91.5%の1−フェノキシプロパン−2−オール異性体と、8.5%の2−フェノキシプロパン−1−オール異性体)が生成していることが分かった。
[実施例5:エトキシル化PPPBP(PPPBP−EC)(構造式5−aの化合物)の合成]
実施例3の手順に従うが、SBIBPをPPPBPに代え、750gのDMIと、120gの炭酸エチレン(1.363モル)と、250gのPPPBP(0.636モル)と、180g(1.302モル)の粉末化無水炭酸カリウムから、270gの標記化合物を得た(収率88.2%)。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は138℃であった。NMR分析から、反応は終了し、末端フェノール基がエトキシエタノール基で置換された構造であることが分かった。
[実施例6:プロポキシル化PPPBP(PPPBP−PC)(構造式6−aの化合物)の合成]
実施例Dの手順に従うが、SBIBPをPPPBPに代え、750gのDMIと、145gの炭酸プロピレン(1.420モル)と、250gのPPPBP(0.636モル)と、180g(1.302モル)の粉末化無水炭酸カリウムから、283gの標記化合物を得た(収率87.4%)。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は149℃であった。NMR分析から、反応は終了し、2つの異性体(91.1%の1−フェノキシプロパン−2−オール異性体と、8.9%の2−フェノキシプロパン−1−オール異性体)が生成していることが分かった。
[実施例7:エトキシル化SBIBPのジアクリラート(SBIBP−EC−Ac)の合成]
マグネチックスターラと還流冷却器とN注入口とを取り付けた500mLの3つ口フラスコに、200mLのクロロホルムと、75g(0.189モル)のSBIBP−ECと、43.5g(0.430モル)のTEAとを加えた。周囲温度において、SBIBP−ECはクロロホルムに不溶であった。スラリを10℃以下に冷却した。反応混合物が25℃以下を保つように、塩化アクリロイル(44.9g、0.496モル)を滴下して加えた。温度を50℃に上げ、1時間置いた。周囲温度まで冷やした後、反応混合物を300mLのクロロホルムに加え、300mLの脱イオン水中に注ぎ入れた。分離漏斗を使用し、有機層を、脱イオン水と、5%塩酸で洗い、次に、脱イオン水で、pHが中性となるまで洗った。クロロホルムを蒸発させて、88gの標記化合物を得た(収率88.8%)。NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをアクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例8:エトキシル化SBIBPのジメタクリラート(SBIBP−EC−MAc)の合成]
実施例7の手順に従うが、塩化アクリロイルを塩化メタクリロイルに代え、200mLのクロロホルムと、75g(0.189モル)のSBIBP−ECと、45.4g(0.449モル)のTEAと、塩化メタクリロイル(47g、0.450モル)から、87gの標記化合物を得た(収率86.3%)。NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをメタクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例9:プロポキシル化SBIBPのジアクリラート(SBIBP−PC−Ac)の合成]
実施例7の手順に従うが、SBIBP−ECをSBIBP−PCに代え、200mLのクロロホルムと、75g(0.177モル)のSBIBP−PCと、41.2g(0.407モル)のTEAと、塩化アクリロイル(38g、0.420モル)とから、81gの標記化合物を得た(収率86.1%)。NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをアクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例10:プロポキシル化SBIBPのジメタクリラート(SBIBP−PC−MAc)の合成]
実施例8の手順に従うが、SBIBP−ECをSBIBP−PCに代え、200mLのクロロホルムと、75g(0.1769モル)のSBIBP−PCと、41.2g(0.407モル)のTEAと、塩化メタクリロイル(38g、0.4198モル)とから、81gの標記化合物を得た(収率86.1%)。NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをメタクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例11:エトキシル化PPPBPのジアクリラート(PPPBP−EC−Ac)の合成]
実施例9の手順に従うが、SBIBP−PCをPPPBP−ECに代え、200mLのクロロホルムと、75g(0.1559モル)のPPPBP−ECと、37g(0.366モル)のTEAと、塩化アクリロイル(35g、0.387モル)とから、74gの標記化合物を得た(収率80.6%)。NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをアクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例12:エトキシル化PPPBPのジメタクリラート(PPPBP−EC−MAc)の合成]
実施例8の手順に従うが、SBIBP−ECをPPPBP−ECに代え、200mLのクロロホルムと、75g(0.1559モル)のPPPBP−ECと、36.3g(0.359モル)のTEAと、塩化メタクリロイル(39.5g、0.378モル)とから、80gの物質を得た(収率83.2%)。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は108℃であった。NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをメタクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例13:プロポキシル化PPPBPのジアクリラート(PPPBP−PC−Ac)(構造式7−aの化合物)の合成]
実施例11の手順に従うが、PPPBP−ECをPPPBP−PCに代え、200mLのクロロホルムと、75g(0.147モル)のPPPBP−PCと、34.3g(0.339モル)のTEAと、塩化アクリロイル(31.6g、0.349モル)とから、77gの標記化合物を得た(収率84.6%)。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は101℃であった。NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをアクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例14:プロポキシル化PPPBPのジメタクリラート(PPPBP−PC−MAc)(構造式8−aの化合物)の合成]
実施例12の手順に従うが、PPPBP−ECをPPPBP−PCに代え、200mLのクロロホルムと、75g(0.147モル)のPPPBP−PCと、343g(0.339モル)のTEAと、塩化メタクリロイル(37.3g、0.357モル)とから、69gの標記化合物を得た(収率72.6%)。DSC(DSC 方法A)で求めた融点は112℃であった。NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをメタクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例15:ビス(4−ビニルベンジル)PPPBP(PPPBP−4VB)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口とを取り付けた500mLの3つ口丸底フラスコに窒素をパージした。25gのPPPBP(0.0635モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、150mLのトルエンとを反応フラスコに加えた。反応混合物の内容物を75℃まで加熱した。温度が達したら、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)を混合物に加えた。内容物を15〜20分間反応させた後、24.05gの4−VBC(0.1576モル)を加えた。撹拌しながら18時間、反応を続けた。フラスコの中身を放冷し、沈殿物を濾過した。ロータリエバポレータにより、濾液中のトルエンを全て除くと、油状物が得られた。この油状物をクロロホルムに溶解し、0.1N HClと脱イオン水で洗った。ロータリエバポレータでクロロホルムを除去し、得られた油状物をメタノールに加えると、沈殿物が生じた。この沈殿物を濾過して、15gの標記化合物を得た(収率37.75%)。生成物のH−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがビニルベンジル基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は169℃であった。
[実施例16:ビス(3/4−ビニルベンジル)PPPBP(PPPBP−3/4VB)の合成]
実施例15の手順に従い、150mLのトルエンと、25gのPPPBP(0.0635モル)と、24.05gの3/4−VBC(0.1576モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)とから、30gの標記化合物を得た(収率75.51%)。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は133℃であった。
[実施例17:ジアリルPPPBP(PPPBP−Al)の合成]
実施例15の手順に従い、150mLのトルエンと、25gのPPPBP(0.0635モル)と、19.07gの臭化アリル(0.1576モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)とから、26gの標記化合物を得た(収率86.67%)。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は127℃であった。
[実施例18:ビス(4−ビニルベンジル)TMBPA(TMBPA−4VB)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口とを取り付けた500mLの3つ口丸底フラスコに窒素をパージした。18gのTMBPA(0.0635モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、150mLのトルエンとを反応フラスコに加えた。反応混合物の内容物を75℃まで加熱した。温度が達したら、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)を混合物に加えた。内容物を15〜20分間反応させた後、24.05gの4−VBC(0.1576モル)を加えた。撹拌しながら18時間、反応を続けた。フラスコの中身を放冷し、沈殿物を濾過した。濾液が粘稠溶液となるまで、ロータリエバポレータを用い、室温で濃縮した。粘稠溶液をクロロホルムに溶解し、0.1M HCl溶液で1回、水で3回洗った。有機相を無水MgSO上で乾燥し、濃縮すると粘稠溶液が得られた。溶液をTHFに溶解し、メタノール:水混合物(1:1)中で沈殿させて、生成物を沈殿物させた(13.8g、42.61%)。生成物のH−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがビニルベンジル基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は127℃であった。
[実施例19:ビス(3/4−ビニルベンジル)TMBPA(TMBPA−3/4VB)の合成]
実施例18の手順に従って、150mLのトルエンと、18gのTMBPA(0.0635モル)と、24.05gの3/4−VBC(0.1576モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)とから、9gの標記化合物を得た(収率86.67%)。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は111℃であった。
[実施例20:ジアリルTMBPA(TMBPA−Al)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口とを取り付けた500mLの3つ口丸底フラスコに窒素をパージした。18gのTMBPA(0.0635モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、150mLのトルエンとを反応フラスコに加えた。反応混合物の内容物を75℃まで加熱した。温度が達したら、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)を混合物に加えた。内容物を15〜20分間反応させた後、19.07gの臭化アリル(0.1576モル)を加えた。反応を18時間続けた。フラスコの中身を放冷し、沈殿物を濾過した。濾液が粘稠溶液となるまで、ロータリエバポレータを用い、室温で濃縮した。粘稠溶液をクロロホルムに溶解し、0.1M HCl溶液で1回、水で3回洗った。有機相を無水MgSO上で乾燥し、濃縮すると粘稠溶液が得られた。予備クロマトグラフィにより粗生成物を精製して、18.1gの透明液体を得た(収率78.3%)。H−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがアリル基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。
[実施例21:ビス(4−ビニルベンジル)BPA(BPA−4VB)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口とを取り付けた500mLの3つ口丸底フラスコに窒素をパージした。14.5gのBPA(0.0635モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、150mLのトルエンとを反応フラスコに加えた。反応混合物の内容物を、75℃まで加熱した。温度が達したら、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)を混合物に加えた。内容物を15〜20分間反応させた後、24.05gの4−VBC(0.1576モル)を加えた。撹拌しながら18時間、反応を続けた。フラスコの中身を放冷し、沈殿物を濾過した。沈殿物を、0.1N HClと脱イオン水で洗い、22.35gの標記化合物を得た(収率76.44%)。生成物のH−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがビニルベンジル基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は114℃であった。
[実施例22:ビス(3/4−ビニルベンジル)BPA(BPA−3/4VB)の合成]
実施例21の手順に従って、150mLのトルエンと、14.5gのBPA(0.0635モル)と、24.05gの3/4−VBC(0.1576モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)とから、27.20gの標記化合物を得た(収率93.02%)。
[実施例23:ジアリルBPA(BPA−Al)の合成]
実施例20の手順に従うが、TMBPAをBPAに代え、150mLのトルエンと、14.5gのBPA(0.0635モル)と、19.07gの臭化アリル(0.1576モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)とから、10.2gの無色液体を得た(収率52.15%)。
[実施例24:ビス(4−ビニルベンジル)BPI(BPI−4VB)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口とを取り付けた500mLの3つ口丸底フラスコに窒素をパージした。39.42gのBPI(0.127モル)と、0.4gのHEGClと、200mLのトルエンと、48.10gの4−VBCl(0.3152モル)とを反応フラスコに加えた。反応混合物の内容物を75℃まで加熱した。温度が達したら、23.48gの50%NaOH水溶液(0.2934モル)を混合物に加え、18時間、反応を続けた。フラスコの中身を放冷し、沈殿物を濾過した。濾液が粘稠溶液となるまで、ロータリエバポレータを用い、室温で濃縮した。粘稠溶液をクロロホルムに溶解し、0.1M HCl溶液で1回、水で3回洗った。有機相を無水MgSO上で乾燥し、濃縮すると粘稠溶液が得られた。粗生成物をメタノールで洗い、27gの液体を得た(収率39.22%)。H−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがビニルベンジル基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。
[実施例25:ビス(3/4−ビニルベンジル)BPI(BPI−3/4VB)の合成]
実施例24の手順に従い、39.42gのBPI(0.127モル)と、0.4gのHEGClと、200mLのトルエンと、48.10gの3/4−VBCl(0.3152モル)と、23.48gの50%NaOH水溶液(0.2934モル)とから、24.05gの液体を得た(収率34.94 %)。H−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがビニルベンジル基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。
[実施例26:ジアリルBPI(BPI−Al)の合成]
実施例20の手順に従うが、TMBPAをBPIに代え、150mLのトルエンと、19.71gのBPI(0.0635モル)と、19.07gの臭化アリル(0.1576モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)とから、11gの標記化合物を得た(収率44.42%)。
[実施例27:ビス(4−ビニルベンジル)TMBP(TMBP−4VB)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口とを取り付けた500mLの3つ口丸底フラスコに窒素をパージした。5.13gのTMBPA(0.0212モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、150mLのトルエンとを反応フラスコに加えた。反応混合物の内容物を75℃まで加熱した。温度が達したら、3.91gの50%NaOH水溶液(0.0489モル)を混合物に加えた。内容物を15〜20分間反応させた後、8.01gの4−VBC(0.0525モル)を加えた。撹拌しながら18時間、反応を続けた。フラスコの中身を放冷させた後、過剰のメタノール中に注いだ。生成物を濾過し(6.96g、69.2%)、メタノールで洗った。生成物のH−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがビニルベンジル基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は126℃であった。
[実施例28:ビス(3/4−ビニルベンジル)TMBP(TMBP−3/4VB)の合成]
実施例20の手順に従うが、TMBPAをTMBPに代え、70mLのトルエンと、5.13gのTMBP(0.0212モル)と、8.01gの3/4VBCl(0.0525モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、3.91gのNaOH水溶液(0.0489モル)とから、無色液体として、1gの標記化合物を得た(収率11.28%)。
[実施例29:ジアリルTMBP(TMBP−Al)の合成]
実施例20の手順に従うが、TMBPAをTMBPに代え、70mLのトルエンと、5.13gのTMBP(0.0212モル)と、6.35gの臭化アリル(0.0525モル)と、0.5mLのADOGEN 464と、3.91gのNaOH水溶液(0.0489モル)とから、1.97gの標記化合物を得た(収率28.86%)。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は53℃であった。
[実施例30:ジメタクリラートPPPBP(PPPBP−MAc)の合成]
マグネチックスターラと凝縮器と添加漏斗と窒素注入口とを取り付けた500mLの3つ口丸底フラスコに窒素をパージした。25gのPPPBP(0.0635モル)と、70mLのクロロホルムと、15.26gのTEA(0.1507モル)とを反応フラスコに加えた。反応混合物の内容物を氷浴中で冷やした。15.83gの塩化メタクリロイル(0.1591モル)を添加漏斗に加え、滴下しながら反応フラスコに移した。塩化メタクリロイルを添加し終えたら氷浴を外し、反応混合物を50℃まで加熱し、1時間置いた。反応終了時、200mLのクロロホルムを反応混合物に加え、これを脱イオン水中に注いだ。有機層をDI水で複数回洗い、無水MgSO上で乾燥した。ロータリエバポレータでクロロホルムを除去し、得られた油状物を最少量のクロロホルムで溶解し、メタノール中で沈殿させて、20gの標記化合物を得た(収率62.86%)。H−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがメタクリラート基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。
[実施例31:ジメタクリラートBPI(BPI−MAc)の合成]
実施例31の手順に従うが、PPPBPをBPIに代え、70mLのクロロホルムと、25g(0.0805モル)のBPIと、19.31g(0.191モル)のTEAと、20.03gの塩化メタクリロイル(0.192モル)とから、28.8gの標記化合物を得た(収率80.21%)。H−NMR分析から、反応は終了し、構造が所望の生成物(アルコールをメタクリラートに置換)に一致することが分かった。
[実施例32:ビス(4−ビニルベンジル)PPPBP(PPPBP-4VB)の合成]
撹拌装置と凝縮器と窒素注入口とを取り付けた500mLの3つ口丸底フラスコに窒素をパージした。25gのPPPBP(0.0635モル)と、0.25gのHEGClと、24.05gの4−VBC(0.1576モル)と、150mLのトルエンとを反応フラスコに加えた。反応混合物の内容物を80℃まで加熱した。温度が達したら、11.74gの50%NaOH水溶液(0.1467モル)を混合物に加えた。18時間、反応を続けた。フラスコの中身を放冷し、沈殿物を濾過した。ロータリエバポレータで濾液を濃縮し、油状物を得た。この油状物にクロロホルムを混合し、0.1N 塩酸で洗い、脱イオン水で2回洗って、23.9gの物質を得た(収率60.15%)。H−NMR(方法B)スペクトルは、フェノールのプロトンがビニルベンジル基で置換されていることを示した。検出できるほどの未反応フェノール基はなかった。DSC(DSC 方法B)で求めた融点は170℃であった。
[実施例33〜60:硬化試験]
不飽和またはビニルモノマは、フリーラジカル開始重合または熱重合によって硬化することができる。ラジカル重合の開始剤として、様々な有機過酸化物が使用できる。更に、スチレンおよびアクリルモノマは、自己開始熱重合を起こすことがある。これらのモノマの自己開始熱重合の後に、DSC技術を用いた。発熱の開始とピーク温度を記録した。第2DSC熱スキャンを用いて、硬化材料のTgを測定した。
モノマの試料をDSCパンに入れ、温度を、20℃/分で30℃から280℃まで上げた。試料を30℃に冷やし、20℃/分で280℃までの、第2熱スキャンを用いて、全ての転移を検出した。実施例33〜38の結果を表2に示す。
これらのモノマを、コモノマの4−tert−ブチルスチレン(TBS)と共に硬化させた。TBSを加熱し、撹拌しながらモノマを加えた。溶液が均一となるまで加熱撹拌を続けた。溶液を、125℃に設定したオーブンに入れ、次のプロトコルを用いて、最高220℃の温度まで熱硬化を行った。1)温度を150℃に上げ、30分間保持、2)温度を175℃に上げ、30分間保持、3)温度を200℃に上げ、30分間保持、3)温度を220℃に上げ、60分間保持、4)オーブンのスイッチを切り、1晩放冷する。Tgは、DSC(DSC 方法A)で求めた。実施例39〜42の結果を表3にまとめた。
コモノマの4−tert−ブチルスチレン(TBS)の存在下でモノマを硬化させた。それぞれの物質から、3つの異なる硬化試料を調製した。
硬化1:自己硬化
硬化2:コモノマの4−tert−ブチルスチレン(TBS)存在下での硬化
硬化3:コモノマの4−tert−ブチルスチレン(TBS)と、過酸化物開始剤の Trigonox 101 の存在下での硬化
雰囲気中に置いた丸底フラスコに、既知量のモノマ試料を加えた。一定量の低沸点溶媒(クロロホルム、THFなど)に試料を溶解させた。使用する硬化プロトコルに従って、TBS(1モル当量)および/または Trigonox 101(0.5質量%)をフラスコに加えた。溶液が均一になったら、これを50℃のオーブンに入れ、表4の温度プロフィールに従って熱硬化を行った。加熱サイクルの終了時、オーブンのスイッチを切り、試料を1晩放冷した。
吸水率、誘電率測定結果、Tg(DSC(方法B)による)、および熱安定性(TGAによる)について、硬化した試料を分析した(表5)。
吸水率の測定:試料を、少なくとも2cm×2cmの大きさに切り、重さを測った(M1)。試料を、真空オーブン中、120℃で24時間乾燥した。オーブンのスイッチを切り、真空下で室温まで放冷した。試料の重さを素早く測り(M2)、DI水に24時間浸した。その後、試料を水から取り出し、ペーパタオルで素早くぬぐって乾かし、再び重さを測った(M3)。次の式を用いて吸水率を計算した。
吸水率(%) = (M3−M2)×100/M2
TGA法:モノマの試料をTGAパンに入れて、温度を、20℃/分で40℃から800℃まで上げた。この測定は、Nガスの存在下で行った。
一群の硬化試料(実施例43〜51)を分析して、その誘電率を求めた。
誘電率の測定:誘電率および散逸率は、IPC−TM−650−2.5.5.9に従い、23℃で測定した。供試試料の形は、薄い鋳造物であった。試験前に、試料を、23℃、相対湿度50%で最低24時間、状態調節した。測定セルは、Hewlett-Packard Impedance Material Analyzer Model 4291B であった。電極は、直径は7mmの、Hewlett-Packard Model 16453A であった。電気容量法を用い、誘電材料にDC電圧を印加した際の周波数範囲を掃引して測定を行った。印加電圧は、100メガヘルツから1ギガヘルツの周波数範囲で、0.2ミリボルトから1ボルトであった。100メガヘルツ、500メガヘルツ、および1000メガヘルツ(1ギガヘルツ)の周波数における、誘電率(D、比誘電率)と損失正接(D、散逸率)の値を記録し、表6にまとめた。
本発明を、現時点で最も実際的で望ましい実施形態と考えられるものに関連させて述べてきたが、当然のことながら、本発明は開示されている実施形態に限定されることはなく、請求項の精神および範囲内に含まれる、様々な変更および同等の配置も含まれるものとする。請求項に定義されている本発明の新規態様から外れることなく、本発明を変形および変化させても良い。添付請求項は、広く、また、本発明の精神および範囲に合致する方法で解釈すべきである。
完全性の理由から、本開示内容の様々な態様を、以下の番号付けした条項に列挙する。
条項1.次の構造式を持つ化合物であって、
(I)
(II)
(III)
(IV)
(V)
(VI)
(VII)
(VIII)
または
(IX)
式中、
およびRは出現毎にそれぞれ独立して、シアノ、ハロアルキル、アルケニル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、ヒドロキシアルキル、アクリラートアルキル、
および
より選ばれ、
は出現毎に独立して、C〜C12アルキル、ヘテロアリール、アルコキシ、アミノ、およびアルキルアミノより選ばれ、
〜Rはそれぞれ独立して、水素、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C18アリール、C〜C18アルキル置換アリール、C〜C18アリール置換アルキル、C〜C12アルコキシカルボニル、C〜C18アリールオキシカルボニル、C〜C18アルキル置換アリールオキシカルボニル、C〜C18アリール置換アルコキシカルボニル、ニトリル、ホルミル、カルボキシラート、イミダート、およびチオカルボキシラートより選ばれ、
〜R11はそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、ヒドロキシ、およびアミノより選ばれ、
3aおよびR3bはそれぞれ独立して、水素およびC〜C12アルキルより選ばれ、
Aは出現毎に独立して、飽和または不飽和C〜C12二価炭化水素基より選ばれ、
およびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、
13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、
14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルであり、
は出現毎に独立して、C〜C12アルキルもしくはハロゲンであり、または、2つのR基がその結合している炭素原子と共に、4員、5員、もしくは6員のシクロアルキル基を形成していて、tは0から10である。
条項2.条項1の化合物であって、RおよびRはそれぞれ独立して、
および
より選ばれる。
条項3.条項1または条項2の化合物であって、次の構造式を持つ化合物より選ばれ、
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
または
(10)
式中、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、R13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、R14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルである。
条項4.条項1〜3のいずれか1つの化合物であって、この化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、80%以上の純度を持つ。
条項5.条項1〜4のいずれか1つの化合物であって、この化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、90%以上の純度を持つ。
条項6.条項1〜5のいずれか1つの化合物であって、この化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、95%以上の純度を持つ。
条項7.条項1〜6のいずれか1つの化合物であって、この化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、97%以上の純度を持つ。
条項8.条項1〜7のいずれか1つの化合物であって、この化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、98%以上の純度を持つ。
条項9.条項1〜8のいずれか1つの化合物であって、この化合物は、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、99%以上の純度を持つ。
条項10.上記の構造式(1−a)、(2−a)、(3−a)、(4−a)、(5−a)、(6−a)、(7−a)、(8−a)、または(9−a)を持つ、条項1〜9のいずれか1つの化合物。
条項11.条項1〜10のいずれか1つの化合物であって、この化合物は、上記の構造式(1’)の化合物から誘導される。
条項12.条項1〜11のいずれか1つの化合物であって、この化合物は、上記の構造式(1’−a)の化合物から誘導される。
条項13.条項12の化合物であって、構造式(1’−a)の化合物は、50ppm未満のアミノフェノール不純物、500ppm未満のフェノールフタレイン、または3ppm以下の金属不純物を含んでいる。
条項14.(i)条項1〜13のいずれか1つの化合物と、(ii)必要に応じて、硬化促進剤と、(iii)必要に応じて、補助コモノマと、を含む硬化性組成物。
条項15.条項14の硬化性組成物であって、補助コモノマは、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ビニルベンジルエーテル樹脂、アルケンまたはアルキン含有モノマ、アリールシクロブテン樹脂、パーフルオロビニルエーテル樹脂、これらの組合せより選ばれる。
条項16.条項14の硬化性組成物であって、硬化促進剤は有機過酸化物である。
条項17.条項16の硬化性組成物であって、有機過酸化物は、クメンヒドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド、α,α−ビス(t−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、ジクミルペルオキシド、ジ(トリメチルシリル)ペルオキシド、トリメチルシリルトリフェニルシリルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン(DHBP、パーヘキサ25Bともいう)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサ−3−イン(DYBP、パーヘキシン25Bともいう。日本油脂(株)製)、ジ−t−ブチルペルオキシド(DTBP)、t−ブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド(DCP)、ジ(t−ブチルペルオキシ)イソフタラート、t−ブチルペルオキシベンゾアート、2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)ブタン、2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)オクタン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、ジ(トリメチルシリル)ペルオキシド、トリメチルシリルフェニルトリフェニルシリルペルオキシド、α,α’−ビス(t−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、1,3−ジ(2−tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン(DIPP)、過酸化ベンゾイル(BPO)、3,3’,5,5’−テトラメチル−1,4−ジフェノキシキノン、クロラニル、2,4,6−トリ−t−ブチルフェノキシル、t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカルボナート、アゾビスイソブチロニトリル、これらの組合せより選ばれる。
条項18.条項14〜17のいずれか1つの硬化性組成物を硬化して得られた生成物を含む硬化組成物。
条項19.単一のTgを示す、条項18の硬化組成物。
条項20.175℃以上の単一のTgを示す、条項18の硬化組成物。
条項21.200℃以上の単一のTgを示す、条項18の硬化組成物。
条項22.225℃以上の単一のTgを示す、条項18の硬化組成物。
条項23.250℃以上の単一のTgを示す、条項18の硬化組成物。
条項24.条項18〜23のいずれか1つの硬化組成物を含む物品。
条項25.条項24の物品であって、この物品は、酸浴槽、中和槽、航空機部品、橋桁、橋の敷板、電解槽、排気筒、スクラバ、スポーツ用具、階段、歩道、自動車外装用パネル、フロアパン、エアスクープ、パイプ、天然ガスパイプ、ダクト、工業用ファン、ファンハウジング、送風機、工業用ミキサ、船郭、ボート甲板、海上ターミナル用防舷材、タイル、建築用パネル、事務機のハウジング、トレー、コンクリート改質剤、食器洗浄機部品、冷蔵・冷凍装置部品、電気封入材料、電気パネル、タンク、電気精錬槽、軟水装置タンク、燃料タンク、フィラメント巻き線タンク、フィラメント巻き線タンクのライニング、家具、ガレージドア、格子、防護服、旅行鞄、屋外用自動車、圧力タンク、プリント配線板、光導波路、レードーム、レーリング、鉄道部品、ホッパ車カバー、自動車ドア、トラック荷台のライナ、衛星放送受信アンテナ、標識、太陽エネルギパネル、電話機開閉装置ハウジング、トラクタ部品、変圧器カバー、トラック部品、回転機械用絶縁材、整流子、心線絶縁材およびコードおよびレーシングテープ、ドライブシャフト連結器、プロペラ羽根、ミサイル部品、ロケットモータケース、翼セクション、サッカーロッド、胴体セクション、翼外皮、ウィングフレアリング、エンジンナセル、貨物口、テニスラケット、ゴルフクラブシャフト、釣り竿、スキー、スキーストック、自転車部品、横向きリーフスプリング、ポンプ、自動車スモッグポンプ、電気部品、包埋材、ツーリング、電気ケーブルジョイント、巻き線、密集型多要素組み立て品、電気機械装置のシーリング、バッテリケース、抵抗器、ヒューズ、熱的遮断装置、プリント配線板用コーティング、鋳造品、コンデンサ、変圧器、クランクケースヒータ、小型成形電子部品、コイル、半導体、化学処理部品、パルプおよび紙製造装置部品、発電部品、排水処理部品、スクラブ塔、構造用引抜成形部品、構造部材、格子、安全柵、スイミングプール、スイミングプール滑り台、温水浴槽、サウナ、ボンネット内用ドライブシャフト、コピー機用ドライトナー樹脂、海洋用ツーリング、海洋用複合材料、遮熱材、潜水艦船体、原型製造部品、ラミネートトリム、穿孔用治具、接着治具、検査用固定具、工業用金属成形型、航空機ストレッチブロックおよびハンマフォーム、真空成形用具、床張り材、製造および組み立て区域用床張り材、クリーンルーム用床張り材、機械工場用床張り材、制御室用床張り材、実験室用床張り材、駐車場用床張り材、冷凍室用床張り材、冷蔵室用床張り材、屋外載積場用床張り材、帯電防止用導電性組成物、装飾用床張り材、橋用エクスパンションジョイント、構造用コンクリート中の亀裂をパッチおよび補修するための注入用モルタル、タイル用グラウト、機械レール、金属だぼ、ボルトおよび柱、石油および燃料貯蔵タンク用補修材、スポーツ設備、メディア設備、砥石車、サンディングホイール、機械ローラ、コンベヤベルト、軍用設備、宇宙用設備、航空宇宙部品、自動車部品、大量輸送部品、プリント配線板、電気部品、光学部品、光電気部品、コンピュータ部品、船舶外装部品、船舶内装部品、ガス貯蔵タンク、および風力タービンより選ばれる。
条項26.条項24の物品であって、この物品は、航空宇宙部品、自動車部品、大量輸送部品、プリント配線板、電気部品、光学部品、光電気部品、コンピュータ部品、船舶外装部品、および船舶内装部品より選ばれる。
条項27.条項24〜26のいずれか1つの物品であって、この物品は、レジントランスファ成形、シート成形、バルク成形、引抜成形、射出成形、反応射出成形(RIM)、大気圧成形(APM)、鋳造、遠心鋳造、静的鋳造、開放鋳型鋳造、積層、接触成形、円筒状接触成形、圧縮成形、真空補助レジントランスファ成形、化学補助レジントランスファ成形、マッチドダイ成形、オートクレーブ硬化、空気中での熱硬化、減圧バギング、Seemanの複合材料樹脂注入成形法(SCRIMP)、オープン成形、フィラメントワインディング、円筒状フィラメントワインディング、またはこれらの組合せによって製造される。
条項28.条項18〜23のいずれか1つの硬化組成物を含む材料であって、この材料は、複合材料、コーティング、接着剤、封入材料、またはシーラントである。
条項29.条項28の材料であって、この材料は、難燃剤、充填剤、補強繊維、染料、顔料、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、可塑剤、滑剤、流動性改良剤、ドリップ遅延剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、流動性促進剤、加工助剤、基板接着剤、離型剤、強化剤、低プロフィール添加剤、応力緩和添加剤、およびこれらの組合せよりそれぞれ独立して選ばれる1つ以上の追加成分を含む。
条項30.条項29の材料であって、充填剤は、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、マグネシア、ケイ酸マグネシウム、ガラス繊維、ガラスマット、シリカ粉末、ヒュームドシリカ、球状シリカ、チオ尿素、Al、滑石、カオリン、粘土、三酸化アンチモン、ガラスバブル、中空ガラス微小球、アラミド繊維、および石英より選ばれる。
条項31.条項28〜30のいずれか1つの材料であって、複合材料は、ガラス繊維系複合材料、炭素繊維系複合材料、またはこれらの組合せである。
条項32.条項28〜31のいずれか1つの材料であって、この材料は、レジントランスファ成形法によって製造される。

Claims (14)

  1. 次の構造式を持つ化合物であって、
    または
    式中、
    およびRはそれぞれ独立して、
    および
    より選ばれ、
    およびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、
    13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、
    14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルである、
    ことを特徴とする化合物。
  2. およびRがそれぞれ独立して、
    および
    より選ばれることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
  3. およびRが、
    であることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
  4. 次の構造式を持つ化合物より選ばれ、
    または
    式中、RおよびRは出現毎にそれぞれ独立して、ハロゲン、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜Cシクロアルキル、またはC〜C12アルコキシであって、pおよびqは出現毎にそれぞれ独立して0から4であり、R13は出現毎に独立して、ハロゲンまたはC〜Cアルキル基であって、cは出現毎に独立して0から4であり、R14は出現毎に独立して、C〜Cアルキル、フェニル、または、最大5個までのハロゲンもしくはC〜Cアルキル基で置換されたフェニルである、
    ことを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
  5. 前記化合物が、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による測定で、97%以上の純度を持つことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物。
  6. 次の構造式、
    または
    を持つことを特徴とする、請求項1またはに記載の化合物。
  7. 前記化合物が、次の構造式
    の化合物から誘導されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物。
  8. 前記化合物が、次の構造式
    の化合物から誘導されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物。
  9. 構造式(1’−a)の前記化合物が、50ppm未満のアミノフェノール不純物、500ppm未満のフェノールフタレイン、または3ppm以下の金属不純物を含むことを特徴とする、請求項8に記載の化合物。
  10. (i)請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物と、
    (ii)硬化促進剤と、
    (iii)必要に応じて、補助コモノマと、
    を含むことを特徴とする硬化性組成物。
  11. 前記補助コモノマが、前記硬化性組成物中に存在し、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ビニルベンジルエーテル樹脂、アルケンまたはアルキン含有モノマ、アリールシクロブテン樹脂、パーフルオロビニルエーテル樹脂、これらの組合せより選ばれることを特徴とする、請求項10に記載の硬化性組成物。
  12. 請求項10または11に記載の硬化性組成物を硬化して得られた生成物を含むことを特徴とする硬化組成物。
  13. 請求項12に記載の硬化組成物を含む材料であって、前記材料が、複合材料、コーティング、接着剤、封入材料、またはシーラントであることを特徴とする材料。
  14. 前記複合材料が、ガラス繊維複合材料、炭素繊維複合材料、またはこれらの組合せであることを特徴とする、請求項13に記載の材料。
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